HIBAH PENULISAN BUKU AJAR
DASAR DASAR ILMU TANAH (141G2103)
Oleh: PROF. DR. IR. MUSLIMIN MUSTAFA, M.Sc. (NIDN: 001714302) ASMITA AHMAD, ST.MSi. ( NIDN: 0016127304) MUH. ANSAR, SP.MSi. (NIDN:0003057302) IR. MASYHUR SYAFIUDDIN (NIDN: 0031125911)
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI JURUSAN ILMU TANAH FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS HA SANUDDIN MAKASSAR 2012 Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
1
HALAMAN PENGESAHAN HIBAH PENULISAN BUKU AJAR BAGI TENAGA AKADEMIK UNIVERSITAS HASANUDDIN 2012
Judul Nama Lengkap Pangkat/Golongan
: Dasar Dasar Ilmu Tanah : Prof. Dr Ir Muslimin Mustafa, M.Sc. NIP : 194311171966101001 : Pembina Utama Madya / IV d
Jurusan
Makassar,
: Ilmu Tanah
19 November 2012
Mengetahui : Ketua Jurusan Ilmu Tanah
(DR Ir Burhanuddin Rasyid, MSc.) P. 196312291990021001
Penanggungjawab Penulisan,
(Prof. Dr Ir Muslimin Mustafa, M. Sc) NI NIP. 194311171966101001
Mengetahui, Dekan Fakultas Pertanian
(Prof. DR Yunus Musa, MSc.) NIP. 195412201983031001
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
2
KATA PENGANTAR
Buku pengajaran Dasar-Dasar Ilmu Tanah ini disusun sebagai bahan untuk memahami pengetahuan dasar tentang tanah secara umum, yang meliputi; tanah seb agai bagian dari litosfer, pembentukan tanah dan prosesnya serta faktor-faktor y ang mempengaruhi pembentukan tanah tersebut. Dasar-Dasar Ilmu Tanah merupakan mata kuliah wajib bagi mahasiswa Fakultas Pertanian, karena men jelaskan dan membahas tentang tanah sebagai media pertumbuhan tanaman. Dalam pro ses pembentukan tanah, buku pengajaran Dasar-Dasar Ilmu Tanah ini memberikan pen jelasan tentang peran faktor fisik, biologi, kimia dalam pembentukan tanah seper ti perubahan iklim, temperatur, curah hujan serta mikroba dalam tanah. Pembahasa n-pembahasan pokok serta kaitan antara setiap faktor pembentukan tanah tersebut
akan memberikan pengertian tentang tanah sebagai media tumbuh tanaman. Berdasarkan pokok bahasan yang disampaikan maka diharapkan agar mahasiswa pertan ian yang memahami proses pembentukan tanah tersebut dapat memiliki pemahaman ten tang tanah sebagai media pertumbuhan tanaman. Materi bahasan dalam buku ajar ini akan merupakan dasar pemahaman untuk beberapa mata kuliah lanjutan yang berhubungan dengan tanah sebagai media tumbu h tanaman, seperti agrohidrologi, fisika tanah, kimia tanah, biologi tanah dan k onservasi tanah dan air. Pokok-pokok bahasan dalam buku ajar ini sebagian besar bersumber dari bahan-baha n perkuliahan selama ini yang disempurnakan sesuai dengan literatur yang terkait. Buku ajar ini merupakan hasil revisi dari buku ajar yang t elah diterbitkan pada tahun 2009. Revisi ini dilakukan guna meningkatkan kualita s buku ajar serta menambah khazanah membelajaran bagi mahasiswa. Para penyusun menyadari bahwa masih banyak kekurangan, serta keter batasan pokok bahasan yang diuraikan dalam buku ajar ini. Koreksi da n
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
3
komentar serta usulan perbaikan buku ajar ini sangat kami harapkan. Atas perhatiannya kami mengucapkan terima kasih.
Makassar, 19 November 2012 Tim Penyusun
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
4
RINGKASAN
Tanah memiliki kemampuan memberikan makanan air, maupun udara sehingga tanaman d apat hidup dan tumbuh. Berdasarkan fakta tersebut, maka tanah didefenisikan se bagai bahan atau massa yang terdiri dari mineral dan bahan organik yang mendukun g pertumbuhan tanaman di permukaan bumi. Tanah terdiri dari partikel-partikel ba tuan, bahan organik, mahluk hidup, udara dan air. Tanah merupakan sistem 3 fase, yaitu padat, cair dan gas yang selalu mengalami d inamisasi dalam kondisi seimbang. Dipandang dari sisi pedologi, tanah adalah sua tu benda alam yang dinamis dan tidak secara khusus dihubungkan dengan pertumbuha n tanaman. Tanah yang dipelajari dalam hubungannya dengan pertumbuhan tanaman di sebut edaphologi. Tanah yang terbentuk dari berbagai proses fisik, kimia dan biologi menghasilkan lapisan-lapisan yang berbeda dari suatu tempat ke tempat lainnya baik sifat fis ik, kimia maupun sifat biologinya. Dalam istilah tanah, lapisan tersebu t dikenal dengan nama horison. Penampakan vertikal dari tanah yang terdiri ata s horison-horison disebut profil tanah. Cepat atau lambatnya pembentukan horis on- horison tanah dipengaruhi oleh faktor-faktor pembentuk tanah, yaitu: bahan i nduk, iklim, biota, topografi dan waktu. Fraksi anorganik tanah terdiri dari fragmen batuan dan mineral dengan berbagai ukuran dan susunan. Berdasarkan ukuran, dikenal fraksi utama yaitu : ke rikil (>2 mm); pasir (2,0– 0,05 mm); debu (0,05-0,002 mm) dan liat (<0,002 mm). Fr aksi ini secara umum tersusun oleh mineral silikat sekunder (mineral liat tipe 1
:1, 2:1 dan 2:2), mineral besi oksida dan aluminium oksida, serta mineral primer yan g resisten (kuarsa dan mika). Perbedaan ukuran fraksi tanah dan kandungan bahan mineral serta bahan organik ta nah menyebabkan setiap tanah di dunia memiliki perbedaan sifat baik secara fisi k, kimia dan biologi. Cirri-ciri fisik yang yang sangat penting dalam pengamatan dan penelitian tanah adalah warna, tekstur dan struktur. Ket iga hal
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
5
tersebut dapat menceritakan proses-proses yang mempengaruhi kondisi tanah pada s aat terbentuk. Air mempunyai fungsi yang penting dalam tanah, antara lain pada proses pelapukan mineral dan bahan organik tanah, yaitu reaksi yang mempersiapkan hara larut bag i pertumbuhan tanaman. Selain itu, air juga berfungsi sebagai media gerak hara k e akar-akar tanaman. Akan tetapi, jika air terlalu banyak tersedia, hara-hara da pat tercuci dari daerah-daerah perakaran atau bila evaporasi tinggi, garam-garam terlarut mungkin terangkat kelapisan tanah atas. Air yang berlebihan juga memba tasi pergerakan udara dalam tanah, merintangi akar tanaman memperoleh O2 sehing ga dapat mengakibatkan tanaman mati. Setiap tanah mempunyai kadar air tanah keri ng udara, kadar air kapasitas lapang, dan kadar air maksimum yang berb eda-beda. Kadar air di dalam tanah dipengaruhi oleh tekstur dan struktur tanah, kandungan bahan organik, kedalaman solum, iklim, tumbuhan, senyawa kimiawi garam - garaman, pupuk dan bahan amelioran. Kandungan bahan mineral dan bahan organik tanah yang berukuran sangat halus (kol oid tanah) sangat mempengaruhi sifat kimia tanah, utamanya pH, kapasitas tukar k ation (KTK) dan kejenuhan basa, Partikel-partikel koloid yang sangat halus yang dikenal sebagai mikro sel pada umumnya bermuatan negatif, sehingga ion-ion yang bermuatan positif akan tertarik dan membentuk lapisan ganda ion (ionic double la yer). Semua zat-zat organik dalam tanah, hidup atau mati, segar atau melapuk, senyawa sederhana atau yang kompleks, merupakan bagian dari bahan organik yang terdapat di tanah. Binatang-binatang, demikian juga akar-akar tanaman yang hidup dalam ta nah tidak dimasukkan dalam definisi ini. Pada pihak lain, bakteri-bakteri, cend awan dan mikroba hidup dimasukkan sebagai bagian dari bahan organik karena alasa n sederhana yaitu disebabkan tidak mungkin memisahkannya dari bahan orga nik lainnya dalam tanah. Bahan organik sangat penting peranannya di dalam tanah karena ikut serta menentukan sifat fisik, kimia dan biologi tanah. Perombakan bahan organik menjadi humus dilakukan oleh mikroorganisme. Mikroorgan isme tersebut menyerap nitrogen bebas dari tanah dan udara, yang Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
6
kemudian menghubungkannya dengan elemen lain dalam bentuk yang tersedia bagi tan aman. Mikroorganisme tanah dibedakan menjadi flora dan fauna baik makro maupun m ikro, seperti; cacing tanah, protozoa, bakteri, fungi, aktinomisetes, alga dan l ain sebagainya. Kesuburan alamiah sutau tanah bergantung pada banyak sedikitnya hara yang dapat diberikan oleh bahan induk. Penyedian ini tidak dapat bertahan lama dalam sistem kesuburan tanah diakibatkan banyaknya kebocoran yang terjadi, seperti erosi dan
panen. Untuk mencegah hal tersebut dapat dilakukan pemupukan dan am eliorasi. Pemupukan dan ameliorasi dapat dilakukan dengan pemilihan jeni s pupuk yang tepat (contohnya pupuk organik atau pupuk anorganik) dan bahan amel ioran (contohnya; kapur). Pengklasifikasian jenis tanah dimaksudkan untuk memudahkan dalam membedakan jeni s-jenis tanah yang terdapat di dunia. Klasifikasi tanah yang umum digunakan ada lah klasifikasi Pusat Penelitian Tanah Bogor, klasifikasi FAO/UNESCO dan U SDA yang dikenal dengan nama Soil Taksonomi. Tanah dan air sebagai sumberdaya alam lahan yang terbatas luas dan kualitasnya s erta tidak dapat diperbaharui, sedangkan kehidupan dan kelangsungan hidup manusi a dan seluruh mahluk hidup lainnya sangat tergantung dari hasil eksploitasi tana h dan air. Karena itu tanah dan air yang terbatas ini perlu dikelola secara be nar, tepat dan efisien secara berkesinambungan dan berkelanjutan agar da pat dimanfaatkan terus. Hal ini dapat dicapai bila tanah dan air dikelola secara benar, tepat dan efisien. Tanah dan air sebagai modal dasar pembangunan untuk b erbagai aspek kepentingan, untuk berbagai sektor pembangunan. Untuk itu setiap bidang tanah perlu diatur peruntukan dan pemanfaatannya, yang disesuaikan dengan kemampuan tingkat kesesuaian lahan.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
7
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL HALAMAN PENGESAHAN KATA PENGANTAR RINGKASAN DAFTAR ISI
MODUL 1 : KONSEPSI TANAH ....................................................... ................1 BAB I. Pendahuluan ............................................................ ............................1 A. Latar Belakang .............................................................. ...................1 B. Ruang Lingkup Isi ........................................................... .................1 C. Sasaran Pembelajaran Modul .................................................. .........2 BAB II. Pembahasan............................................................. ...........................3 A. Indikator Penilaian ......................................................... ..................12
B. Contoh Tugas dan Latihan .................................................... ...........12 BAB III. Penutup .............................................................. ..............................13 Daftar Pustaka ................................................................. .......................13
MODUL 2 : PROSES PEMBENTUKAN TANAH ...........................................14 BAB I. Pendahuluan ............................................................ ............................14 A. Latar Belakang .............................................................. ...................14 B. Ruang Lingkup Isi ........................................................... .................14 C. Sasaran Pembelajaran Modul .................................................. .........15 BAB II. Pembahasan............................................................. ...........................16 A. Indikator Penilaian ......................................................... ..................28 B. Contoh Tugas dan Latihan .................................................... ...........28 BAB III. Penutup .............................................................. ..............................29 Daftar Pustaka ................................................................. .......................29
MODUL 3 : MINERAL DALAM TANAH .................................................. ......30 BAB I. Pendahuluan ............................................................ ............................30 A. Latar Belakang .............................................................. ...................30 B. Ruang Lingkup Isi ........................................................... .................31 C. Sasaran Pembelajaran Modul .................................................. .........31 BAB II. Pembahasan............................................................. ...........................32 A. Indikator Penilaian ......................................................... ..................38 B. Contoh Tugas dan Latihan .................................................... ...........38 BAB III. Penutup .............................................................. ..............................39 Daftar Pustaka ................................................................. .....................39
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
8
MODUL 4 : SIFAT FISIK TANAH..................................................... ...............40 BAB I. Pendahuluan ............................................................ ............................40
A. Latar Belakang .............................................................. ...................40 B. Ruang Lingkup Isi ........................................................... .................40 C. Sasaran Pembelajaran Modul .................................................. .........40 BAB II. Pembahasan............................................................. ...........................41 A. Indikator Penilaian ......................................................... ..................51 B. Contoh Tugas dan Latihan .................................................... ...........51 BAB III. Penutup .............................................................. ..............................52 Daftar Pustaka ................................................................. .....................52
MODUL 5 : KONSEP AIR TANAH...................................................... .............53 BAB I. Pendahuluan ............................................................ ............................53 A. Latar Belakang .............................................................. ...................53 B. Ruang Lingkup Isi ........................................................... .................53 C. Sasaran Pembelajaran Modul .................................................. .........53 BAB II. Pembahasan............................................................. ...........................54 A. Indikator Penilaian ......................................................... ..................65 B. Contoh Tugas dan Latihan .................................................... ...........65 BAB III. Penutup .............................................................. ..............................66 Daftar Pustaka ................................................................. .......................66
MODUL 6 : SIFAT-SIFAT KIMIA TANAH............................................... ......67 BAB I. Pendahuluan ............................................................ ............................67 A. Latar Belakang .............................................................. ...................67 B. Ruang Lingkup Isi ........................................................... .................67 C. Sasaran Pembelajaran Modul .................................................. .........67 BAB II. Pembahasan............................................................. ...........................68 A. Indikator Penilaian ......................................................... ..................83 B. Contoh Tugas dan Latihan .................................................... ...........83 BAB III. Penutup .............................................................. ..............................84
Daftar Pustaka ................................................................. .......................84
MODUL 7 : BAHAN ORGANIK TANAH .................................................. ......85 BAB I. Pendahuluan ............................................................ ............................85 A. Latar Belakang .............................................................. ...................85 B. Ruang Lingkup Isi ........................................................... .................85 C. Sasaran Pembelajaran Modul .................................................. .........85 BAB II. Pembahasan............................................................. ...........................86 A. Indikator Penilaian ......................................................... ..................98 B. Contoh Tugas dan Latihan .................................................... ...........98 BAB III. Penutup .............................................................. ..............................99 Daftar Pustaka ................................................................. .......................99
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
9
MODUL 8 : SIFAT BIOLOGI DASAR .................................................. ...........100 BAB I. Pendahuluan ............................................................ ............................100 A. Latar Belakang .............................................................. ...................100 B. Ruang Lingkup Isi ........................................................... .................100 C. Sasaran Pembelajaran Modul .................................................. .........100 BAB II. Pembahasan............................................................. ...........................101 A. Indikator Penilaian ......................................................... ..................107 B. Contoh Tugas dan Latihan .................................................... ...........107 BAB III. Penutup .............................................................. ..............................108 Daftar Pustaka ................................................................. .......................108
MODUL 9 : KESUBURAN TANAH DAN PEMUPUKAN..............................109 BAB I. Pendahuluan ............................................................ ............................109 A. Latar Belakang .............................................................. ...................109 B. Ruang Lingkup Isi ...........................................................
.................109 C. Sasaran Pembelajaran Modul .................................................. .........109 BAB II. Pembahasan............................................................. ...........................110 A. Indikator Penilaian ......................................................... ..................116 B. Contoh Tugas dan Latihan .................................................... ...........116 BAB III. Penutup .............................................................. ..............................117 Daftar Pustaka ................................................................. .......................117
MODUL 10 : KLASIFIKASI TANAH ................................................... ............118 BAB I. Pendahuluan ............................................................ ............................118 A. Latar Belakang .............................................................. ...................118 B. Ruang Lingkup Isi ........................................................... .................118 C. Sasaran Pembelajaran Modul .................................................. .........118 BAB II. Pembahasan............................................................. ...........................119 A. Indikator Penilaian ......................................................... ..................125 B. Contoh Tugas dan Latihan .................................................... ...........125 BAB III. Penutup .............................................................. ..............................126 Daftar Pustaka ................................................................. .......................126
MODUL 11: PENGELOLAAN TANAH UNTUK PRODUKSI YANG BERKELANJUTAN ............... ....................................................127 BAB I. Pendahuluan ............................................................ ............................127 A. Latar Belakang .............................................................. ...................127 B. Ruang Lingkup Isi ........................................................... .................128 C. Sasaran Pembelajaran Modul .................................................. .........128 BAB II. Pembahasan............................................................. ...........................129 A. Indikator Penilaian ......................................................... ..................162 B. Contoh Tugas dan Latihan .................................................... ...........162 BAB III. Penutup .............................................................. ..............................163 Daftar Pustaka ................................................................. .......................163
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
10
LAMPIRAN . ..................................................................... ...................................164 Garis Besar Pokok Pengajaran (GBRP) ............................................ ................164
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
11
MODUL 1
KONSEPSI TANAH BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang anah adalah bagian dari permukaan bumi yang terbentuk dari bahan induk (P) yang telah mengalami proses pelapukan akibat pengaruh iklim (C) terutama fak tor curah hujan, suhu dan pengaruh aktivitas organisme hidup (O) termasuk vegetasi, organisme (manusia) pada suatu topografi (R) atau relief tertentu dalam jangka waktu (T) tertentu pula. Menurut soil survey staff (1975) tanah adalah kumpulan tubuh alami pada permukaa n bumi yang dapat berubah atau dibuat oleh manusia dari penyusunnya yang meliput i bahan organik yang sesuai bagi perkembangan akar tanaman. Di bagian atas dib atasi oleh udara atau air yang dangkal, ke samping dapat dibatasi oleh air yang dalam atau bahkan hamparan es atau batuan, sedangkan bagian bawah dibatasi oleh suatu materi yang tidak dapat disebut tanah yang sulit didefinisikan. Ukuran terkecilnya 1 sampai 10 m2 tergantung pada keragaman horisonnya.
B. Ruang Lingkup Isi Modul ini akan membantu mahasiswa dalam memahami konsepsi tentang tanah termasu k kepentingan tanah, tanah sebagai hasil pelapukan, tanah sebagai medium tumbuh tanaman dan tanah sebagai sistem tiga fase.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah C.
1
Sasaran Pembelajaran Modul
Modul ini diharapkan dapat membantu mahasiswa dalam memahami kepentingan ilmu tanah dalam sistem produksi serta mampu menjelaskan tanah sebagai suatu sistem, penyusunan tanah, dan tanah sebagai media tumbuh tanaman.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
2
BAB II. PEMBAHASAN
Tanah Sebagai Sumber Kehidupan Setiap hari kita menginjak tanah, serta di sekitar kita tumbuh tanaman pepohonan maupun rumput-rumputan. Berbagai pertanyaan muncul tentang tanah yang kita in jak dan tempat pohon dan rumput tersebut tumbuh. Kenapa tanaman dapa t tumbuh di atas tanah dan dari mana asal tanah tersebut. Masih ba nyak keingintahuan kita tentang tanah yang perlu dijawab, mengingat keanekaragam an dari tanah itu sendiri misalnya tanah di pegunungan, di lembah maupun di seki tar pantai. Namun kalau mengacuh pada kenyataan bahwa tanaman dapat tumbuh di atas tanah, maka tanah memiliki kemampuan memberikan makanan air, maupun udara s ehingga tanaman dapat hidup dan tumbuh. Berdasarkan fakta tersebut, maka tanah didefenisikan sebagai bahan atau massa yang terdiri dari mineral dan bahan organ ik yang mendukung pertumbuhan tanaman di permukaan bumi. Tanah terdiri dari par tikel-partikel batuan, bahan organik, mahluk hidup, udara dan air. Tanah dapat menumbuhkan tanaman sebagai makanan bagi mahluk hidup (hewan dan man usia), yang menghasilkan kalori sebagai sumber energi maka tanah dinilai sangat penting dan mendapatkan perhatian dari semua pihak baik secara individu maupun s ecara kelompok. Kita semua berharap agar tanah selalu berkembang secara kuali tatif dan tidak berkurang secara kuantitatif tanah menjadi perhatian khusus bagi petani, masyarakat wilayah maupun secara nasional. Pihak yang sangat berkepentingan terhadap tanah adalah petani, baik secara indiv idu maupun secara kelompok. Karena standar atau tingkat penghidupannya tergant ung pada produksi pertanian yang dikelolanya masa depan para petani sangat diten tukan oleh cara petani mengelola tanahnya, mereka membutuhkan informasi- informa si yang mendukung usaha peningkatan produksi pertaniannya. Tanah yang baik memb erikan perspektif kehidupan yang sehat dan tanaman yang baik. Perlu pula diingatkan bahwa produktif pertanian yang baik dari hasil upaya pengolahan yang baik bukan hanya dinikmati oleh petani, tetapi juga masyarakat,
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
3
dan pemerintah membutuhkan makanan dan pakaian yang untuk hidup sehat oleh produ ksi pertanian yang cukup dan baik. Pemahaman terhadap peran tanah sebagai fakto r produksi kebutuhan makan bagi mahluk hidup sangat diperlukan. Pengertian Tanah
Tanah mengandung pengertian yang berbeda-beda bagi tiap kepentingan. Seorang pe mbuat patung menganggap tanah sebagai bahan utama dalam pembuatan patung- patung nya. Lain halnya dengan seorang ahli tambang yang menganggap tanah sebagai se suatu yang menghalangi kerj mereka oleh karena menutupi batuan atau mineral yang harus mereka gali. Demikian pula halnya dengan seorang ahli jalan yang mengang gap tanah sebagai bagian permukaan bumi yang lembek sehingga perlu dipasang ba tu-batu di permukaannya agar menjadi kuat. Ibu-ibu rumah tangga menga nggap tanah sebagai „biang‟ penyebab kotornya sepatu, lantai, karpet. Istilah tanah memang mempunyai pengertian yang luas dan arti yang berbeda sesuai dengan peruntukkannya. Dalam bidang pertanian, tanah diartikan lebih khusus yai tu sebagai media tumbuhnya tanaman darat. Tanah berasal dari hasil pelapukan b atuan bercampur dengan sisa-sisa bahan organik dari organisme (vegetasi atau hew an) yang hidup diatasnya atau didalamnya. Selain itu, di dalam tanah terdapat pula udara dan air. Air dalam tanah berasal dari air hujan yang ditahan oleh t anah sehingga tidak meresap ke tempat lain. Dalam pengertian ini ada dua variabel yang membedakan pengertian tanah di bidang pertanian dengan bidang lainnya, yaitu kedalaman tanah dan ukuran partikelnya. Kedalaman tanah dalam pengertian pertanian dibatasi pada bagian atas kulit bumi yang telah mengalami pelapukan atau adanya aktivitas biologi. Jika bagian yang telah mengalami pelapukan adalah dangkal, maka bagian tersebutlah dipakai sebag ai batas kedalaman tanah. Sebaliknya, jika bagian yang telah mengalami pelapuk an sangat dalam (4-6 m), maka tidak semua bahan lapuk tersebut disebut tanah, me lainkan sampai kedalaman tempat terdapat aktivitas biologi. Pada umumnya, pembahasan tanah dalam bidang pertanian dibatasi pada kedalaman
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
4
sekitar 2,0 m. Kedalaman ini jauh berbeda dengan kedalaman tanah di bidang ket eknikan yang dapat mencapai puluhan meter. Berkaitan dengan ukuran partikelnya, para pakar pertanian membatasi tanah pada partikel berukuran (0,02 – 2 mm), dibandingkan dengan pakar ketekn ikan yang juga tertarik pada ukuran yang lebih besar dari 2 mm seperti kerikil b ahkan batu, atau pakar bidang keramik yang hanya tertarik pada partikel yang ber ukuran 2 μm. Jika kita membuat irisan tegak tanah dengan cara membuat lubang (1,0 x 1,5 m dengan kedalaman sekitar 2,0 m) dan selanjutnya diamati pada penampang teg aknya, akan terlihat laisan-lapisan dengan arah sejajar permukaan kulit bumi yan g relatif mudah dibedakan satu sama lainnya. Lapisan-lapisan ini dalam ilmu ta nah disebut horizon. Horizon tanah yang berada diatas bahan induk disebut “solum”. Lapisan tanah bagian atas pada umumnya mengandung bahan organik yang lebih tingg i dibandingkan lapisan tanah dibawahnya. Karena akumulasi bahan organic inilah maka lapisan tanah tersebut berwarna gelap dan merupakan lapisan tanah yang su bur sehingga merupakan bagian tanah yang sangat penting dalam mendukung pertumbu han tanaman. Lapisan tanah ini disebut lapisan tanah atas (top soil) atau diseb ut pula sebagai lapisan olah, dan mempunyai kedalaman sekitar 20 cm. Lapisan tanah dibawahnya, yang disebut lapisan tanah-bawah (subsoil) berwarna le bih terang dan bersifat relatif kurang subur. Hal ini bukan berarti bahwa lapis
an tanah bawah tidak penting perannya bagi produktivitas tanah, karena walaupun mungkin akar tanaman tidak dapat mencapai lapisan tanah-bawah, permeabilitas dan sifat-sifat kimia lapisan tanah bawah akan sangat berpengaruh terhadap lapisan tanah atas dalam peranannya sebagai media tumbuh tanaman.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
5
Asal Mula Tanah Pertanyaan yang logis adalah tanah itu terbentuk dari apa (faktor-faktor) apa da n bagaimana prosesnya. Beberapa faktor alamiah menunjukkan bahwa tanah merupak an bagian dari kulit bumi yang mengalami proses pelapukan biofisik-kimia dalam w aktu yang sangat panjang. Proses-proses biofisik-kimia yang beragam dari setiap lokasi, menampakkan kondisi lingkungan tanah yang beraneka ragam seperti keadaan geomorfologi wilayah serta kondisi geologi dari bagian litosfer yang berada di atas permukaan air. Perbedaan posisi bumi terhadap matahari secara langsung berpengaruh terhadap sif at-sifat bagian litosfer yang terangkat di permukaan air seperti diketahui bahwa berdasarkan letak bumi terhadap matahari, maka bumi di bagi dalam zona iklim y aitu : tropis, sub tropis, dingin dan kutub. Ke-4 zona tersebut aka n mengalami proses pelapukan yang berbeda karena berada pada ruang dengan batasbatas kondisi wilayah yang spesifik. Penjelasan tentang asal mula tanah ini perlu difahami, karena walaupun tanah bagian dari litosfer dari bumi, namun proses dan dinamika terbentuknya han ya berlangsung pada bagian litosfer yang mendapat pengaruh luar seperti penyinar an, udara, maupun air, suatu kondisi yang memungkinkan kelanjutan kehidupan berl angsung.
Tanah, Media Tumbuh Tanaman Untuk pertumbuhannya, tanaman memerlukan unsur hara, air, udara, dan cahaya. Uns ur hara dan air diperlukan untuk bahan pembentuk tubuh tanaman. Udara dalam hal ini CO2 ,dan air dengan bantuan cahaya menghasilkan karbohidrat yang merupakan sumber energi untuk pertumbuhan tanaman. Disamping faktor-faktor tersebut, tan aman juga memerlukan tunjangan mekanik sebagai tempat bertumpu dan tegaknya ta naman. Dalam hubungannya dengan kebutuhan hidup tanaman tersebut tanah berfungsi sebagai :
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
6
Tunjangan mekanik sebagai tempat tanaman tegak dan tumbuh Penyedia unsur hara dan air Lingkungan tempat akar atau batang dalam tanah melakukan aktivitas fisik nya Akhir-akhir ini banyak digunakan sistem budidaya tanaman secara hidroponik. Da lam sistem ini sebagai media pertumbuhannya, tanaman tidak memerlukan tanah, tet api berupa larutan unsur hara, dan agar tanaman berdiri tegak dibantu dengan pen opang. Tetapi cara ini sangat mahal dan memerlukan pengetahuan atau hal-hal ya ng rumit. Pedologi vs Edapholgi Pengertian tanah jika dipandang dari sisi pedologi adalah suatu benda alam yang dinamis dan tidak secara khusus dihubungkan dengan pertumbuhan tanaman. Walapun demikian, penemuan-penemuan dalam bidang pedologi akan sangat bermanfaat pula da lam bidang pertanian maupun non pertanian seperti pembuatan bangunan. Apabila tanah dipelajari dalam hubungannya dengan pertumbuhan tanaman disebut ed aphologi. Dalam hal ini dipelajari sifat-sifat tanah dan pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman, serta usaha-usaha yang perlu dilakukan untuk memperbaiki sifat-sifat tanah bagi pertumbuhan tanaman seperti pemupukan, pengapuran dan lai n-lain.
Tanah, Sistem 3 Fase Sebagai benda alam, tanah merupakan sistem tiga fase yang selalu berada dalam ke seimbangan dinamis. Ketiga fase tersebut adalah fase padat, fase cair dan fase gas, merupakan sistem yang selalu berubah tetapi selalu berada dalam kea daan seimbang. Pada keadaan kering, misalnya rongga yang ditempati udara tana lebih
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
7
banyak dibandingkan rongga yang ditempati cairan. Jika tanah tersebut basah bai k terjadi akibat pengairan atau hujan, maka rongga yang berisi udara berkurang d an rongga yang berisi cairan bertambah. Jika tanah digemburka, misalnya dengan p engolahan tanah, maka bagian relatif yang terisi oleh udara bertambah, dan bagia n relatif padatan berkurang. Sebaliknya, jika tanah dipadatkan, bagian relatif padatan bertambah, dan bagian relatif udara berkurang. Susunan Tubuh Tanah Tanah tersusun dari 4 bahan utama yaitu : bahan mineral, bahan organik, air dan
udara. Bahan-bahan penyusun tanah tersebut jumlahnya masing-masing berbeda unt uk setiap jenis tanah ataupun setiap lapisan tanah. Pada tanah lapisan atas yan g baik untuk pertumbuhan tanaman lahan kering (bukan sawah) umum nya mengandung 45% (volume) bahan mineral, 5% bahan organic, 20-30 % udara, 2030% air. Bahan Mineral Bahan mineral dalam tanah berasal dari pelapukan batu-batuan. Oleh karena itu susunan mineral di dalam tanah berbeda-beda sesuai dengan susunan mineral batubatuan yang dilapuk. Bahan mineral di dalam taah terdapat dalam berbagai ukuran yaitu :
batu. Pasir (2mm – 50 μ) Debu (50 μ – 2 μ) Liat < 2 μ Bahan mineral yang lebih besar dari 2 mm terdiri dari kerikil, kerakal atau
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
8
Bahan Organik Bahan organik umumnya ditemukan di permukaan tanah. Jumlahnya tidak besar, han ya sekitar 3-5% tetapi pengaruhnya terhadap sifat-sifat tanah besar sek ali. Adapun pengaruh bahan organic terhadap sifat-sifat tanah dan akibat nya juga terhadap pertumbuhan tanaman adalah: Sebagai granulator, yaitu memperbaiki struktur tanah Sumber unsur hara N, P, S, unsur mikro dan lain-lain Menambah kemampuan tanah untuk menahan air Menambah kemampuan tanah untuk menahan unsur-unsur hara (KTK tanah menjadi tingg i) Sumber energi bagi mikroorganisme
Air dan Udara. Air terdapat di dalam tanah karena ditahan oleh massa tanah, tertahan oleh lapis an kedap air, atau karena keadaan drainase yang kurang baik. Udara dan air meng isis pori-pori tanah. Banyaknya pori-pori di dalam tanah kurang lebih 50% dari volume tanah, sedangkan jumlah air dan udara di dalam tanah berubah-ubah. Kelebihan dan kekurangan air dapat mengganggu pertumbuhan tanaman. Adapun keguna an air bagi pertumbuhan tanaman adalah : 1. Sebagai unsur hara tanaman. Tanaman memerlukan air dari tanah dan CO2 dar i udara untuk membentuk gula dan karbohidrat dalam proses fotosintesis 2. Sebagai pelarut unsur hara. Unsur-unsur hara yang terlarut dalam air dis erap oleh akar-akar tanaman dari larutan tersebut 3. Sebagai bagian dari sel-sel tanaman. Air merupakan bagian dari protoplasm a Air dapat meresap atau ditahan oleh tanah karena adanya gaya-gaya adhesi, kohesi , dan gravitasi
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
9
Fungsi Lahan/Tanah Seringkali orang-orang mendeskripsikan tanah (soil) dan lahan (land) sebagai du a hal yang sama jika akan dibuat definisinya. Namun, pada dasarnya kedua kata tersebut sangatlah berbeda. Jika membicarakan tentang tanah, mak a akan membahas bahan penyusun tanah, sifat-sifat tanah baik fisik, kimia dan b iologi. Pembahasan tentang tanah akan mengarahkan kita pada pengertian suatu bag ian permukaan bumi yang sifatnya beragam dari satu tempat ke tempat lain. Lain halnya dengan pengertian lahan yang sifatnya lebih luas karena menyang kut berbagai faktor termasuk tanah. Jika membicarakan tentang lahan akan lebih mengarahkan kita pada sesuatu yang menyangkut tempat (place) yang berarti akan membicarakan tentang iklim, vegetasi, organisme termasuk manusia serta aspek manajemen yang diterapkan. Selanjutnya tanah dapat diartikan sebagai tubuh alami yang terdiri atas bahan mi neral, bahan organik, udara dan air yang terbentuk dari pelapukan bahan induk ya ng dipengaruhi aktivitas organisme hidup pada topografi dan iklim tertentu dalam kurun waktu yang cukup lama. Bagaimana halnya dengan fungsi tanah atau lahan? Berikut penjelasan mengenai fungsi tanah. Tanah berperan sebagai tempat tumbuh tanaman. Akar tanaman berjangkar pada tana h sehingga dapat berdiri dan tumbuh dengan baik. Tanah mampu menyediakan air d an berbagai unsur hara baik makro maupun mikro. Disamping itu, tanah juga mamp u menyediakan oksigen (O2) bagi pertumbuhan tanaman yang dikenal melalui sistem aerasi tanah. Tanah menopang berdirinya tanaman. Akar tanaman perlu berkemba ng baik dalam tanah agar dapat menjamin berdirinya tanaman. Kalau drainase tana h terhambat, akar hanya berkembang pada lapisan atas yang aerasinya baik. Denga n perakaran yang dangkal, tanaman akan mudah rebah. Tanah juga berperan sebagai tempat hidup organisme hidup termasuk mikroorganisme
dan makroorganisme tanah. Selain itu, juga berperan sebagai tempat hidup berbagai vegetasi yang hidup diatasnya.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
10
Tanah berfungsi sebagai tempat wisata atau rekreasi. Jika kita membahas peran ini, maka akan menuntun kita berpikir tentang lahan karena akan menilai suatu te mpat beserta segala yang ada di tempat tersebut, termasuk nilai artistik, keinda han, mistik, budaya, manusia, alam, iklim dan hal-hal lainnya. Contoh : Danau Toba denga Pulau Samosir dengan segala keindahan alam dan budaya yang ada di tem pat tersebut telah menjadi petunjuk bagi kita bahwa lahan berfungsi lebih luas s elain hanya sebagai tempat tumbuh tanaman semata. Tanah dapat menjadi penyangga atau buffer system, sehingga jika terdapat senyawa -senyawa yang sifatnya meracun atau jumlahnya berlebihan, maka tanah berperan se bagai penyaring racun atau menetralisir bahan atau senyawa tersebut. Atau dengan kata lain tanah berperan dalam menanggulangi kasus polusi tanah dan tentunya ai r yang menjadi bagian penyusun utama tanah selain udara. Tanah juga dijadikan sebagai tempat didirikannya bangunan, jembatan, landasan pe sawat dan lain-lainnya. Olehnya itu, orang-orang pekerjaannya berkecimpung da lam bidang teknik sipil, bangunan, sangat perlu untuk mengetahui sifat tanah dim ana akan mendirikan bangunan. Ilmu yang mendalami tentang hal tersebut disebut Mekanika Tanah. Mengingat begitu banyaknya peran tanah atau lahan dalam kehidupan manusia dan or ganisme lainnya, maka perlu diperhatikan perencanaan tata guna lahan dengan tepa t. Prinsip/konsep keseimbangan biotik harus menjadi pertimbangan dalam pengel olaan lahan agar tujuan keberlanjutan (sustainable) lahan tetap terjaga.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah A.
11
Indikator Penilaian
Penilaian dalam penugasan pada modul 1 ini didasarkan pada hasil kerja peroranga
n dan kelompok. Setiap mahasiswa wajib untuk membuat deskripsi setiap proses p embentukan tanah beserta layout tiap proses dalam bentuk presentasi kelompok. Pe nilaian pada bagian ini mencakup 5 % dari nilai akhir. B. Contoh Latihan dan Tugas 1.
Jelaskan jenis-jenis bahan induk tanah
2.
Apa yang dimaksudkan dengan tanah adalah sistem 3 fase?
3.
Jelaskan perbedaan lahan dan tanah?
4.
Jelaskan fungsi lahan/tanah?
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
12
BAB III. PENUTUP Pemahaman mahasiswa akan asal mula tanah dan konsepsi tentang tanah sangat di butuhkan untuk memahami fungsi tanah/lahan sebagia media tumbuh tanaman. Sumber pustaka: 1. Foth, H.D. 1990. Fundamentals of Soil Science. 8Ed. John Wiley & Sons. New York. 2. Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah. Akademika Pressindo. Jakarta. 3.
Soepardi, G. 1983. Sifat dan Ciri Tanah. IPB Bogor.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
13
MODUL 2
PROSES PEMBENTUKAN TANAH BAB 1. PENDAHULUAN A. Latar Belakang erubahan batuan induk menjadi bahan induk yang kemudian membentuk tanah, terjadi melalui proses pelapukan secara fisik, kimiawi dan biologi. Tanah disebut sebag ai media yang dinamik disebabkan karena proses pelapukan fisik, kimiawi dan biologinya terus berlanjut tanpa pernah be rhenti. Ketiga proses tersebut menjadi proses yang sangat penting dalam p embentukan tanah. Cepat atau lambatnya ketiga proses tersebut bekerja membentuk sebuah sol um tanah sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor: jenis bahan induk, iklim, biota, topografi (relief) dan waktu. Proses dan faktor pembentuk tanah merupakan sebua h sistem yang terbuka, dimana dari sistem tersebut dapat terjadi pembentukan ata u penambahan sebuah materi yang baru dan dapat juga menghilangkan sebuah materi. Oleh sebab itu dari sistem ini dihasilkan tanah dengan karateristik yang berbed a- beda sesuai dengan tempat terbentuknya. Oleh karena mengingat pentingnya proses dan faktor tersebut, maka sangat penting untuk memahami lebih lanjut mekanisme proses dan faktor tersebut. B. Ruang Lingkup Isi Modul ini akan membantu mahasiswa dalam memahami proses dalam pembentukan tanah terutama yang ada di sekitarnya, dengan cara memahami faktor-faktor pembentuk tanah yang mendorong terbentuknya tanah tersebut.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
14
C. Sasaran Pembelajaran Modul Modul ini diharapkan dapat membantu mahasiswa dalam memahami proses-proses dalam pembentukan tanah yang sangat menentukan sifat dan karakteristik serta jenis tanah yang terbentuk.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
15
BAB II. PEMBAHASAN Proses-Proses Pembentukan Tanah Istilah proses pembentukan tanah adalah penjelasan tentang perubahan-perubahan b iofisik dan kimia yang menjadikan pelapukan pada bagian litosfer yang tampak di permukaan air. Secara nyata menunjukkan bahwa proses fisik secara alamiah dan l angsung berpengaruh nyata terhadap pelapukan batuan melalui perubahan temperatur , peningkatan dan penurunan temperatur yang berpengaruh terhadap pemuaian dan pe nyusutan yang tidak seragam sehingga secara fisik terjadi retakan. Hasil retakan tersebut memberikan ruang yang memungkinkan air masuk, hewan kecil masuk maka t erjadilah proses kimia, seperti hidrolisa, terbetuknya garam serta matinya hewa n-hewan kecil sebagai bahan organik. Proses-proses penyinaran, hujan, hi drolisis, kepunahan hewan berlangsung lamban tetapi pasti sehingga dalam periode tertentu tanah akan terbentuk. Tanah yang terbentuk dari berbagai proses fisik, kimia dan biologi menghasilkan lapisan-lapisan yang berbeda dari suatu tempat ke tempat lainnya baik sifat fisi k, kimia maupun sifat biologinya. Dalam istilah tanah, lapisan tersebut dikena l dengan nama horison. Penampakan vertikal dari tanah yang terdiri atas horiso n-horison disebut profil tanah (Gambar 1). Adapun proses-proses tersebut antar a lain : a. Proses fisik Proses pelapukan fisik (disintegration) dikenal juga dengan nama proses mekanik, hal ini disebabkan oleh proses perubahannya meliputi perubahan wujud/fi sik dari suatu materi atau benda. Faktor yang berpengaruh dalam proses ini adalah: naik turunnya suhu (temperatur), air dan aktivitas biota. Batuan merupakan benda padat yang tidak dapat menghantarkan panas, tetap i batuan yang mengalami pemanasan secara kontinu akan menyimpan panas dalam tubuhnya yang berakibat terjadinya reaksi pada mineral-mineral
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
horizon boundary
16
Gambar 1 Kenampakan profil tanah dengan horison- horisonnya, setiap horison memi liki sifat fisik, kimia dan biologi yang berbeda. (bahan mineral dicirikan denga n warna yang terang dan bahan organik dengan warna yang gelap) (Singer & Mu nns, 1991).
penyusunnya. Mineral yang tersusun atas kristal-kristal akan merefleksikan panas yang diterima melalui bidang kristalnya sehingga kelebihan panas yang d iterima dapat membuat mineral terbelah ataupun pecah baik melalui bidang belah a taupun tidak. Mineral-mineral yang terbelah ataupun pecah, memperlihatkan retaka n pada tubuh batuan, yang sedikit-demi sedikit akan semakin besar sehingga batua n pecah menjadi ukuran yang lebih kecil. Perbedaan suhu yang ekstrim juga dapat menyebabkan pelapukan fisik pada batuan. Hal ini dapat terjadi pada daerah beriklim kering (Arid), dimana suhu
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
17
pada siang hari sangat tinggi dan pada malam hari sangat rendah. Hal ini mengaki batkan batuan yang berwarna lebih gelap lebih cepat hancur dibanding batuan yang berwarna terang. Batuan yang berwarna gelap akan menyerap lebih banyak panas pa da siang hari dan lambat mengeluarkannya pada malam hari sehingga reaksi pada kr istal mineralnya akan lebih intens terjadi sehingga batuan lebih mudah hancur. Proses perubahan suhu udara dapat menimbulkan hujan. Air hujan yang jatuh ke per mukaan bumi memiliki tenaga mekanik yang dapat mengikis permukaan batuan dan mem percepat pelapukan fisik. Proses pengisian celah retakan pada batuan oleh air dapat mempercepat penghancur an batuan. Terlebih pada daerah yang beriklim dingin, dimana air yang mengisi ce lah akan membeku yang mengakibatkan pertambahan volume, sehingga batuan menjadi mudah dihancurkan. Pengangkutan batuan dari suatu tempat ke tempat lain oleh air juga dapat menyeba bkan pelapukan secara fisik. Akar-akar tanaman masuk ke dalam batuan melalui rekahan-rekahan yang kemudian be rkembang mempunyai kekuatan yang sangat besar untuk menghancurkan batuan tersebu t b.
Proses kimiawi
Hidratasi; proses penambahan molekul air dalam struktur mineral, tetapi molekul
air yang masuk ke dalam struktur mineral tidak terdisosiasi. Contoh : 2Fe2O3 + 3H2O → 2Fe2O3 . 3H2O Hematite merah Hematit kuning CaSO4 + 2H2O → C aSO4 . 2H2O Anhidrit Gipsum Oksidasi dan reduksi; proses penambahan dan pengurangan oksigen yang berakibat pada bertambah atau berkurangnya elektron (muatan negatif) dalam penguraian dan pembentukan mineral.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
18
Contoh: 2FeS2 + 7H2O + 15O → 2Fe(OH)3 + 4H2SO4 Pirit
Geotit
Karbonatasi dan Asidifikasi; adalah proses pelapukan kimia akibat reaksi mineral dengan Asam. Asam ini dihasilkan dari reaksi CO2 yang dihasilkan dari dekomposi si bahan organik dan air hujan dengan air tanah. Meskipun H2CO3 yang dihasilkan dari dari bahan organik merupakan asam lemah (mudah terurai menjadi gas CO2 dan H2O), tetapi sangat efektif meningkatkan kerapuhan kristal mineral. Contoh: 2KAlSi3O8 + 2H2CO3- → H4Al2Si2O8 + K2CO3 + 4SiO2 Orthoklas Asam karbonat Kaolin Kuarsa Hidrolisis ; adalah proses pergantian kation dalam struktur kristal mineral oleh ion H+ dar i molekul H2O. Contoh : KAlSi3O8 + H2O → HAlSi3O8 + KOH Orthoklas
Kaolin
Kalium hidroksida
Pelarutan; adalah proses pelapukan kimia oleh media Air, terutama air yang menga ndung ion-ion seperti: CO2, HCO3-, NO3-, dan asam-asam lainnya. Air, selain me njadi media dalam meningkatkan pelarutan mineral juga sebagai media dalam melarutkan (leaching) hasil penguraian senyawa dari mineral dan bahan organik. P roses podsolisasi (horizon A yang berwarna pucat), dan desilikasi (pengurangan s ilika dari horison) terjadi akibat intensnya proses pencucian. Sedangkan akibat sebaliknya dari proses pencucian terjadi penumpukan hasil pencucian pada h orison yang lebih dalam berupa proses salinisasi dan alkalinisasi (penumpukan garamgaraman) serta proses ferrolisis (penimbunan besi dan aluminium yang membentuk mineral sesquioksida).
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah c.
19
Proses Biologi
Faktor utama dalam proses biologi adalah aktivitas dekomposisi bahan organik ole h mikroba di dalam tanah yang mengubah N-organik menjadi N-anorganik sebagai bah an penyusun tubuh mikroba. Proses ini akan menghasilkan asam organik yang memper cepat proses pelapukan kimia mineral. Selain itu untuk melindungi akar tanaman d ari bakteri yang merugikan maka akar tanaman juga menghasilkan asam-asam organik yang dapat mempercepat pelapukan kimia dan fisik pada batuan. Horisonisasi Pembentukan horison tanah dihasilkan dari kehilangan, transformasi, dan translok asi sepanjang waktu tertentu pada bahan induk. Contoh sejumlah proses penting y ang menghasilkan horison tanah antara lain : 1.
penambahan bahan organik dari tanaman terutama pada topsoil
2. transformasi yang diwakili oleh pelapukan batuan dan mineral dan de komposisi bahan organik 3. hilangnya/larutnya komponen dapat larut oleh pergerakan air melalui tanah y ang membawa serta garam-garam dapat larut 4. translokasi yang diwakili oleh pergerakan mineral dan bahan organik dari to psoil ke subsoil
Pembentukan Horison A dan C Pengaruh dekomposisi bahan organik Humifikasi : membentuk humus pada topsoil yang turut mempengaruhi warna dari topsoil yang lebih gelap dibanding lapisan dibawahnya. Topsoil ini kemudian dikenal dengan HORISON A. Terkadang horison A disebut Ap, huruf p menunjukkan pembajakan, atau pengguna an tanah untuk diolah, budidaya atau sebagai lahan pertanian.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
20
Horison yang tepat berada langsung diatas bagian bahan induk yang telah mengal ami perubahan disebut sebagai HORISON C Pembentukan horison E (Eluviasi) atau horison pencucian yang lebih banyak terjad i pada tanah-tanah hutan dibadingkan di daerah padang rumput. Warna horison E b iasanya lebih terang (putih) Pembentukan HORISON O pada tanah-tanah organik yang pada umumnya terbentuk didae rah yang sering tergenang air seperti danau dengan air dangkal, rawa-rawa yang m emungkinkan terakumulasinya gambut (bahan organik) akibat kurangnya oksigen yang membantu proses dekomposisi. Tanah yang terbentuk kemudian dikenal sebagai tana h organik yang mempunyai horison O.
Faktor-Faktor Pembentuk Tanah Bahan induk (parent material) Tanah-tanah yang terbentuk berdasarkan proses pelapukan batuan dikenal sebagai t anah mineral yaitu tanah-tanah yang mengandung unsur-unsur hara yang berkaitan d engan sifat-sifat tanah dilihat dari berbagai faktor. Bahan induk mempunyai pengaruh besar terhadap kesuburan dan kandungan mineral t anah. Tingkat kekerasan bahan induk dapat dijadikan prediksi dalam menilai laju pembentukan tanah.
Semakin mudah untuk dilapukkan Batuan Metamorf Batuan sedimen dan Batuanpiroklastik
Batuan Beku
Laju pembentukan tanah dari bahan induk yang berasal dari batuan metamorf berjal an sangat lambat. Hal ini disebabkan batuan metamorf memiliki tekstur dan strukt ur batuan yang sangat kompak (masif) serta mineral yang sangat resisten. Batuan metamorf terbentuk dari hasil rekrsitalisasi ulang dari mineral yang terd apat
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
21
dalam batuan beku dan sedimen, sehingga menghasilkan mineral yang memiliki krist al yang kompak karena terbentuk dari temperatur dan tekanan yang tinggi. Laju pembentukan tanah dari bahan induk yang berasal dari batuan beku bervariasi kecepatannya. Hal ini diepngaruhi oleh jenis magma asal pembentukan, ukuran kri stal mineral dan kandungan mineral. Jenis magma asal akan memberikan perbedaan: kandungan kadar silika, kandungan mineral, warna batuan dan sifat batuan. Ukuran kristal akan memberikan perbedaan temperatur pembentukan dan perbedaan tekstur batuan. kandungan mineral dipengaruhi oleh temperatur pendinginan magma dan kand ungan silika magma. Laju pembentukan tanah dari pelapukan langsung bedrock cukup bervariasi. Batupas ir (sandstone) yang sementasinya lemah, pada lingkungan humid (basah) dapat memb entuk rata-rata 1 cm tanah per 10 tahun. Batuan kapur yang mudah larut meningga lkan residu berupa bahan yang sulit larut yang diperkirakan mencapai 100,000 tahun untuk membentuk lapisan tanah pada daerah dengan batuan induk kapu r di daerah humid. Bahan induk yang diturunkan dari sedimen dibawa oleh air, angin, atau gravi tasi. Sedimen koluvial terjadi pada lereng terjal dimana gravitasi adalah kekuat an utama yang menyebabkan pergerakan dan sedimentasi. Sedimen alluvial umumnya d itemui pada daerah yang lebih landai, oleh karena penyebarannya oleh banjir dan aliran sungai. Contoh: kebanyakan tanah-tanah pertanian di California terbentu k di lembah dimana alluvial adalah bahan induk yang dominan.
Sedimen abu volkan sebagai bahan induk juga dapat ditemui. Bahan induk ini bers ifat amorf mengandung alofan, oksida besi dan Aluminium. Alofan mempunyai pH tin ggi. Disamping batuan induk sebagai bahan induk pembentukan tanah, dikenal juga adany a bahan induk organik, yaitu bahan induk yang terdiri dari pelapukan sisa tanama n, hewan dan sisa lainnya yang melapuk pada kondisi anaerob karena kondisi geomorfologi yang terbentuk secara alamiah. Terdapat perbedaan nyata dari profi l
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
22
tanah-tanah mineral dan tanah organik. Pada tanah mineral terdapat perbedaan p erbedaan batas horizon nyata sebagai hasil pelapukan, serta proses pelapukan dan pencucian. Pada profil tanah organik, perbedaan horizon ditampakkan oleh tingk at pelapukan bahan organik yang belum melapuk, sedang melapuk atau suda h melapuk, tidak jelas hubungan antar horizon dalam suatu profil pada tanah-tana h organik, karena proses pelapukan tidak berada pada perbedaan lingkungan yang n yata. Misalnya kondisi jenuh/ lembab yang terjadi pada lapisan bawah, juga dapa t terjadi pada lapisan permukaan. Berdasarkan kondisi geomorfologi yang terbent uk secara alamiah menunjukkan bahan penyebaran tanah-tanah organik di Indonesia cukup luas meliputi Sumatera, Kalimantan, Papua dan sebagian kecil di Sulawesi b agian tengah.
Iklim Iklim sangat berpengaruh terhadap pembentukan tanah. Pada area yang permanen ke ring dan atau membeku (frozen) (pengaruh es), tanah sulit terbentuk. Dua kompo nen iklim yang sangat berpengaruh adalah curah hujan dan temperatur. Pengaruh hujan Air penting untuk pelapukan mineral dan pertumbuhan tanaman. Air yang melebihi kapasitas lapang akan berperan dalam membawa/translokasi partikel koloid dan gar am-garam terlarut. Suplai air yang terbatas pada daerah gurun akan membentuk ta nah alkalin, relatif sulit terlapuk, mempunyai kandungan liat, bahan organik dan KTK yang rendah. Secara umum tanah-tanah di daerah arid dan subhumi d cenderung lebih subur kecuali jika terbatas mikroba untuk mineralisasi bahan organik dan untuk mensuplai N tersedia. Jika air tersedia hanya cukup un tuk pencucian yang terbatas, maka CaCO3 terbawa sampai pada jarak yang pendek sa ja sehingga terbentuk zone akumulasi CaCO3.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
23
Peningkatan curah hujan berkorelasi positif dengan lebih besarnya/tingginya : 1. Pencucian kapur dan kedalaman lapisan k (akumulasi kapur) makin men ingkat 2. Perkembangan/meningkatnya kemasaman tanah 3.
pencucian dan kandungan liat
4.
pertumbuhan tanaman dan bahan organik
Pengaruh Temperatur “Setiap kenaikan temperatur 10oC akan mengakibatkan meningkatnya laju reaksi kimia wi menjadi 2X lipat”. Meningkatnya pelapukan dan pembentukan liat terjadi seiring dengan meningkatnya temperatur. Hubungan antara rata-rata temperatur dan pertumbuhan tanaman serta akumulasi bah an organik cukup kompleks. Kandungan bahan organik tanah adalah jumlah antara ha sil penambahan bahan organik+laju mineralisasi bahan organik+kapasitas tanah mel indungi bahan organik dari mineralisasi (liat amorf)
Biota Tanaman mempengaruhi proses pembentukan tanah melalui produksi bahan organik, si klus hara dan pergerakan air melalui siklus air. Mikroorganisme memainkan peran penting dalam mineralisasi bahan organik dan pembentukan humus. Fauna tanah a dalah konsumer dan dekomposer bahan organik terutama pergerakan cacing tanah, ra yap dll. Pengaruh organisme yang penting terhadap proses pembentukan tanah disebabkan ole h vegetasi alami baik pohon maupun padang rumput.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
24
Pengaruh vegetasi terhadap pencucian dan eluviasi Perbedaan spesies tanaman mempengaruhi perkembangan tanah. Spesies yang menjerap sejumlah basa-basa seperti kation Ca, Mg, K, dan Na akan memperlambat terjadiny a kemasaman tanah oleh karena tanaman mendaur ulang kation-kation ini lebih bany ak ke permukaan tanah melalui penambahan bahan organik. Data pada tabel berikut
dapat membantu menjelaskan hal tersebut.
Tipe hutan
Horison
Cemara, berdaun jarum Bs2
pH O E Bs1
C 3,45 4,60 4,75 4,95 5,05 Berkayu keras, berdaun lebar O A Bw1 Bw2 C 5,56 5,05 5,14 5,24 5,32
Peranan Binatang/Fauna dalam pembentukan tanah Peran binatang dalam proses pembentukan tanah cukup besar seperti halnya peran c acing tanah, rayap (termites) yang mampu membangun rumah dari partikel tanah yan g dibawa dari lapisan bawah tanah dan kemudian membentuk morfologi tertentu di permukaan.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
25
Peran manusia terhadap pembentukan tanah Manusia berperan dalam pembentukan tanah melalui aktivitasnya seperti pemanfaata n lahan untuk kegiatan pertanian yang membajak, membalikkan tanah, pemupukan, me nyumbang bahan organik dan aktivitas pertanian lainnya yang mempengaruhi terbent uknya tanah. Hal ini ditunjukkan dengan terdapatnya lapisan permukaan yang terb entuk akibat aktivitas manusia yang dikenal sebagai epipedon antropik dan plagge n. Topografi (Relief) Topografi yang dimaksud adalah konfigurasi permukaan dari suatu area/wilayah. Pe rbedaan topografi akan mempengaruhi jenis tanah yang terbentuk. Tanah pada dae rah lereng, infiltrasi kurang dibandingkan kehilangan melalui runoff, sedangkan pada daerah datar atau rendah, menerima kelebihan air yang menyediakan air lebih banyak untuk proses pembentukan tanah. Pengaruh slope/lereng Kemiringan dan panjang lereng berpengaruh pada proses pembentukan tanah. Semakin curam lereng makin besar runoff dan erosi tanah. Hal mengakibatkan terhambatn ya pembentukan tanah oleh karena pertumbuhan tanaman terhambat dan sumbangan bah an organik juga lebih kecil, pelapukan menjadi terhambat begitu pula dengan pemb entukan liat. Disamping itu, pencucian dan eluviasi berkurang. Dengan kata lain tanah lebih tipis dan kurang berkembang di daerah lereng. Pengaruh tinggi muka air dan drainase Tanah mempunyai drainase baik pada slope yang muka air tanah jauh dibawah permuk aan tanah. Tanah yang berdrainase buruk ditandai dengan muka air yang muncul d i permukaan tanah yang menyebabkan terjadinya kondisi anerobik dan reduksi. Ta nah yang berdrainase buruk mempunyai horison A biasanya berwarna gelap olehkarena tingginya bahan organik, tapi horison bawah permukaanny a
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
26
cenderung kelabu (grey). Tanah berdrainase baik, mempunyai horison A y ang warnanya lebih terang, dan horison bawahnya seragam lebih gelap. Waktu Berkaitan dengan waktu pembentukan tanah, maka dikenal tanah muda, tana h dewasa dan tanah tua. Seiring dengan waktu, pembentukan lapisan tanah akan men unjukkan umur tanah tersebut. Proses pembentukan tanah jauh lebih singkat diband ing proses pembentukan batuan (Gambar 2). Tanah yang muda ditunjukkan dengan mas ih tipisnya lapisan tanah dan terkadang tersusun atas 2 horison atau 1 horison l angsung diatas batuan. Tanah tua ditunjukkan dengan solum yang dalam, horison biasanya lengkap dan telah menunjukkan adanya horison eluviasi dan
iluviasi baik penimbunan liat, oksida-oksida besi, dan bahan organik. Skala Waktu Geologi
Periode pembentukan tanah
Periode pembentukan batuan
Gambar 2 Periode pembentukan batuan dan tanah
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah A.
27
Indikator Penilaian
Penilaian dalam penugasan pada modul 2 ini didasarkan pada hasil kerja peroranga n dan kelompok. Setiap mahasiswa wajib untuk membuat deskripsi setiap prosesproses khusus dalam pembentukan tanah beserta layout tiap proses dalam bentuk pr esentasi kelompok. Penilaian pada bagian ini mencakup 5 % dari nilai akhir. B. Contoh Latihan dan Tugas 1. Jelaskan pengaruh iklim terhadap pembentukan tanah? 2. Jelaskan proses-proses pembentukan tanah baik secara fisik, kimiawi dan biolo gi-kimiawi?
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
28
BAB III. PENUTUP Pemahaman mahasiswa akan proses pembentukan tanah sangat dibutuhkan untuk mem ahami karakteristik tanah yang berbeda-beda dari satu tempat ke tempat lainnya. Proses pembentukan tanah baik secara fisik, kimiawi dan biologi harus d ipahami dengan jelas oleh mahasiswa termasuk faktor-faktor pembentuk tanah. Sumber Pustaka : 1.
Foth, H.D. 1990. Fundamentals of Soil Science. 8Ed. John Wiley & Sons.
New York. 2.
Singer, M.J. and D.N. Munns. 1991. Soils An Introduction. 2nd. Macmilan
Publishing Company. New York. 3.
Van Breemen, P. Buurman, R. Brinkman. 1992. Processes in Soils. Text for Course J050-202, Dept. Soil Science and Geology, Agricultural University Wageningen.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah MODUL 3
MINERAL DALAM TANAH BAB I. PENDAHULUAN
29
A. Latar Belakang alah satu faktor pembentuk tanah adalah batuan induk. Batuan mer upakan hasil akumulasi mineral-mineral. Oleh karena itu tanah yang dihasilkan dari pelapukan batuan induk juga mengandung bahan mineral. Mineral yang terkandung dalam batuan dapat sama dan dapat juga berbeda sesuai dengan bahan awal pembentuknya. Berdasarkan sumber dan proses pembentukan nya batuan terbagi atas; batuan beku, piroklastik, sedimen dan metamorf. Batuan beku dan piroklastik memiliki kandungan mineral yang relatif sama, hal ini diseb abkan karena keduanya berasal dari hasil aktivitas magma dan vulkanisme. Batuan sedimen mengandung mineral hasil rekristalisasi, alterasi dan ubahan dari minera l primer (mineral yang terdapat dalam batuan beku dan piroklastik). Sedangkan ba tuan metamorf memiliki kandungan mineral yang lebih resisten dibanding batuan la innya. Hal ini disebabkan karena proses penambahan tekanan dan temperatur yang m enyebabkan mineralnya mengalami alterasi dengan struktur yang lebih resisten, se perti mineral kyanit dan zircon. Batuan beku dan piroklastik merupakan batuan in duk yang banyak mengandung unsur-unsur hara tanaman sedangkan batuan endapan ter utama endapan tua (sedimen) dan metamorfosa umumnya mengandung mineral-minera l yang rendah kadar unsur haranya.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
30
B. Ruang Lingkup Isi Modul ini akan berisi tentang klasifikasi mineral tanah, pembentukan mi neral, mineral liat dan peranan mineral tanah. C. Sasaran Pembelajaran Modul Modul ini diharapkan dapat membantu mahasiswa dalam memahami jenis-jenis, sifat -sifat serta peranan mineral dalam tanah.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
31
BAB II. PEMBAHASAN
Fraksi anorganik tanah, yang menjadi obyek proses degradasi, terdiri dari fragme n batuan dan mineral dengan berbagai ukuran dan susunan. Berdasarkan ukuran, d ikenal fraksi utama yaitu : kerikil (>2 mm); pasir (2,0– 0,05 mm); debu (0,05-0,00 2 mm) dan liat (<0,002 mm). Walaupun susunannya beraneka ragam, fraksi tanah ter sebut trutama berupa silikat dan oksida. Silikat tanah diklasifikasikan ke dala m 6 (enam) kelompok berdasarkan ikatan silikon dan oksigen dalam strukturnya (Ta bel 1). Fraksi pasir dan debu terutama berupa neso-, soro-, siklo-, ino -, atau tektosilikat, sedang liat silikat terutama tergolong filosilika t. Filosilikat juga dijumpai pada fraksi debu dan pasir, sedang feldspar ya ng tergolong tektosilikat dijumpai pula pada fraksi liat. Tabel 1. Enam kelompok silika tanah berdasarkan ikatan Si dan O da lam strukturnya Kelompok Mineral Silikat Si : O Contoh Nesosilikat
Ratio 1 :
4 Olivin ((Mg, Fe)2SiO4), Garnet, Zirkon, dan Topaz Sorosilikat 2 : 7 Melilit (Ca2MgSi2O7) , Lawsonit Cyclosilikat 1 : 3 Beryl (Be3Al2(SiO3)6), Tourmalin Inosilikat 1 : 3 Piroksin grup; Hypersten ((Mg,Fe)SiO3), Diopsid, dan Augit Amphibol grup; Hornblende, Tremolit ((Mg,Fe)5(OH)2(Si4O11)2) Filosilikat 2 : 5 Talc (Mg3(OH)2(Si2O5)2), Serpentin, Clay minerals, Mika; Muskovit Tektosilikat 1 : 2 Kuarsa(SiO2), Feldspar, Orthoklas, Albit, Anorthit, Feldsphatoid dan Ne pheline.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
32
Kadang-kadang dijumpai pula istilah mineral sekunder dan primer untuk membedakan kelompok liat dari kelompok mineral lainyya. Walaupun sejumlah ahli pedologi tidak sepakat penggunaan istilah ini, maka untuk tujuan praktis dan kemudahan, digunakan istilah mineral primer untuk kelompok mineral yang bertahan di dalam tanah dan secara kimia tidak berubah dari asalnya dalam batuan induk, dan istilah mineral sekunder untuk kelompok mineral yang terbentuk dari pelapukan mi neral primer. Komposisi Mineral Batuan Kombinasi unsur-unsur yang terdapat di kerak bumi akan membentuk mineral- minera l. Komposisi mineral batuan beku, piroklastik, sedimen, dan metamorf ditunjukkan pada Tabel 2. Tabel 2. Komposisi mineral batuan Batuan Mineral Utama Gran it Orthoklas, ku arsa, muscovit Andesit Amphibol, plagioklas, piroksen Basalt Olivin, piroksin, Ca-plagioklas Dunit Olivin, piroksin Tufa Piroksin , biotit, kuarsa Batupasir Kuarsa, muscovite, orthoklas Arkose Orthoklas >25%, kuarsa Batulempung/batuserpih Liat (kaolinit grup da n smektit grup) Batugamping Kalsit, dolomit Baturijang Silika Schist otit dan muscovite), amphibol dan klorit Gneiss
Mika (bi Kuarsa, b
iotit, hornblende Marmer Wollastonit
Kalsit dan
Slate dan klorit
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
Kuarsa
33
Pelapukan dan Komposisi Mineral Tanah Tanah berasal dari bahan induk, yang terdiri atas mineral primer dan sekunder. P elapukan dalam tanah berupa degradasi mineral dan sintesa mineral baru. Mineral - mineral yang ketahanannya rendah akan melapuk terlebih dahulu. Mineral-minera l yang tahan seperti kuarsa akan banyak ditemui pada tanah yang telah melapuk la njut dengan jumlah cukup besar. Proses Pelapukan Sejumlah contoh pelapukan dapat diamati tiap hari. Hal ini termasuk pengkaratan logam dan pelapukan dinding tembok. Pelapukan mineral lebih banyak dipengaruhi oleh kondisi lingkungan yang masam. Respirasi akar-akar dan mikroorganisme meng hasilkan karbondioksida yang bereaksi dengan air untuk membentuk asam kar bonat (H2CO3). Lingkungan yang masam akan merangsang reaksi air dengan mineral . Reaksi ini merupakan reaksi pelapukan yang sangat penting. Contoh reaksi : Hidrolisis Feldspar Plagioklas 2NaAlSi3O8 + 9H2O + 2H+ == H4Al2Si2O9 + 4H4SiO4 + 2Na+ Albit
kaolin
Mineral adalah senyawa anorganik dengan berbagai sifat fisik dan kimia yang digo longkan menjadi mineral primer dan sekunder. Mineral-mineral primer mengalami pelapukan dan melepaskan sejumlah elemen-elemen ke dalam larutan tanah. Bebera pa elemen-elemen yang dilepaskan dalam proses pelapukan akan membentuk ikat an dengan elemen lainnya membentuk mineral-mineral sekunder. Mineral sekunder ya ng dihasilkan dari proses pelapukan umumnya memiliki ukuran partikel yang kecil. Oleh karena itu mineral mineral sekunder umunya mendominasi fraksi liat tanah. Tabel 3 berikut menunjukkan jenis mineral dan penggolonganny a.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah Tabel 3.
34
Beberapa jenis mineral dan penggolongannya
Jenis mineral
Golongan mineral
Feldspar Amfibols dan piroksen Kuarsa Mika Apatit Liat Oksida-oksida besi Karbonat Klorit Primer Primer Primer Primer Primer atau sekunder sekunder sekunder sekunder Primer atau sekunder
Tabel 4. Hubungan kandungan mineral tanah dengan sifat grup tanah Jenis mineral Tingkat pelapukan
Sifat tanah
Gypsum (halit, sodium nitrat) Kalsit (dolomit dan apatit) Olivin-hornblende (pir oksen) Biotit Albit Fraksi tanah yang didominasi mineral-mineral ini adalah debu dan liat. Ditem ui pada wilayah bergurun dimana keterbatasan air menyebabkan pelapukan secara ki miawi sangat minimum MINIMAL Kuarsa Muskovit Liat silika tipe 2:1 (vermikulit) Smektit (montmorilonit) Fraksi tanah didominasi oleh mineral-mineral ini adalah debu dan liat dan dapa t ditemui pada wilayah atau daerah subtropis/temperat dibawah vegetasi pohon dan tempat SEDANG Kaolinit Gibsit Hematit /Goethit Anatase (rutil, zirkon) Fraksi tanah dominan liat, ditemukan didaerah tropika basah dan panas. Tanahnya
masam dan kurang subur INTENSIF
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
35
Mineral Liat Tanah Pelapukan mineral primer secara bertahap akan membentuk mineral sekunder dan sei ring berjalannya waktu komposisi mineralogi tanah akan berubah. Tanah-tanah aka n didominasi mineral sekunder termasuk mineral-mineral liat. Beberapa jenis mi neral liat yang berkaitan erat dengan jenis tanah tertentu antara lain smektit, alofan, kaolinit, liat-liat oksida. Smektit Smektit adalah nama grup untuk silikat lapis 2:1 dengan kapasitas tukar kation t inggi. Smektit yang umum dalam tanah adalah montmorilonit. Pembentukan montm orilonit dipengaruhi oleh lingkungan dimana terdapat Si dan Mg yang cukup tinggi yang berarti pada lingkungan yang pencuciannya terbatas. Tanah-tanah yang dido minasi oleh mineral-mineral liat smektit mempunyai sifat vertik (mengembang- men gerut) Kaolinit Pembentukan kaolinit berasal umumnya berasal dari pelapukan mineral feldspar. Pe mbentukan kaolinit berasal dari kristalisasi larutan Mekanisme lain adalah dis integrasi. Liat tipe 2:1 yang kemudian menjadi tipe 1:1. Pembentukan ini dip engaruhi oleh lingkungan pelapukan yang masam yang dapat ditemukan pada tanah ya ng mengalami pelapukan intensif dimana Si terbawa oleh pencucian. Alofan Mineral non kristalin dan dapat ditemukan di daerah gunung api pada ketinggian d i atas 500 meter. Sifat Alofan : 1.
Kapasitas pegang air tinggi
2.
Bobot isi rendah
3.
Sulit terdispersi
4.
Menyerupai gel pada saat basah
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
36
Liat-liat Oksida Dapat ditemui pada regim/daerah yang pencuciannya cukup intensif. Fraksai liat o ksida yang banyak dijumpai adalah besi-oksida dan aluminium-oksida, Contoh : Gi bsit (Al(OH)3), Hematit (Fe2O3), Goethit (FeOOH). Liat-liat oksida banyak dite mukan pada tanah-tanah yang berwarna merah pada wilayah tropika basah. Tanah ini biasanya bersifat masam.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
37
A. Indikator Penilaian Penilaian dalam penugasan pada modul 3 ini didasarkan pada hasil kerja kelompok. Penilaian pada bagian ini mencakup 10 % dari nilai akhir. B. Contoh Latihan dan Tugas Jelaskan hubungan antara jenis tanah dan bahan mineral yang terdapat dalam tanah . Buat dalam bentuk bahan presentasi dan dikerjakan secara berkelompok.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
38
BAB III. PENUTUP Bahan mineral sebagai salah satu penyusun tanah berbeda-beda menurut batuan asa lnya. Tanah yang berasal dari pelapukan batuan volkanik akan menghasilkan tana h yang mengandung unsur hara yang lebih banyak dibandingkan tanah yang berasal d ari batuan induk sedimen atau metamorf. Dengan demikian bahan mineral sangat be rkaitan dengan sifat tanah yang terbentuk. Sifat tanah yang berbeda akan memben tuk jenis tanah yang berbeda. Sumber Pustaka : 1. Foth, H.D. 1990. Fundamentals of Soil Science. 8Ed. John Wiley & Sons. New York. 2. Van Breemen, N, P.Buurman, R.Brinkman. 1992. Process in Soils. Text for Course J050-202. Department of Soil Science and Geology. Agricultural Universi ty Wageningen. 3. Grim, R.E., 1968. Clay Mineralogy. Mc Graw Hill Book Company.New York 4. Loughnan FC. 1969. Chemical Weathering of the Silicate Mineral s. American Elsevier Publishing. New York.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
39
MODUL 4
SIFAT FISIK TANAH BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ecara fisik, tanah tersusun bahan mineral dan bahan organik dalam berbagai ukura n. Partikel mineral dan bahan organik mengisi matriks tanah sekitar 50% volume. Sisanya terdiri atas ruang pori, yang terisi air dan atau udara. Proporsi air dan udara berubah-uabah secara dinamis menurut kondisi keairan ling kungan tanah. Hal ini membentuk sistem 3 fase yaitu padatan, cair dan gas. Ha mpir di semua penggunaan tanah sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat fisik tanah. B. Ruang Lingkup Isi Modul ini mencakup bahasan tentang sisem 3 fase, sifat fisik tanah diantaranya: tekstur, bulk density, porositas, struktur dan agregat serta warna tanah.
C. Sasaran Pembelajaran Modul Modul ini diharapkan dapat membantu mahasiswa dalam memahami sifat-sifat fisik d asar dari tanah dan cara mengatasi masalah sifat fisik tanah.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
40
BAB II. PEMBAHASAN Terdapat beberapa sifat fisik tanah yang perlu untuk ditelaah dengan baik antara lain: Warna Tanah Warna merupakan petunjuk untuk beberapa sifat tanah oleh karena warna dapat dip engaruhi oleh beberapa faktor yang terdapat dalam tanah. Adapun penyeb ab perbedaan warna tanah umumnya adalah akibat perbedaaan kandungan bahan organi k; semakin banyak kandungan bahan organik tanah tersebut maka warnanya akan sema kin gelap. Sebagian tanah warnanya disebabkan oleh warna mineral tanah itu sendi ri. Pada lapisan bawah, warna tanah banyak dipengaruhi oleh bentuk dan banyaknya sen yawa Fe. Pada daerah yang berdrainase buruk, yaitu sering tergenang air, maka seluruh tanah berwarna abu-abu karena senyawa Fe terdapat dalam keadaan tereduksi, sedangkan pada tanah berdrainase baik, yaitu tanah yang tidak pernah terendam air, Fe terdapat dalam keadaan oksidasi yang berwarna merah atau limon it yang berwarna kuning coklat. Bila tanah kadang-kadang basah dan kadang kerin g maka disamping berwarna abu-abu didapat pula bercak-bercak karatan merah atau kuning yaitu dimana udara dapat masuk sehingga terjadi oksidasi besi di tempat t ersebut. Warna tanah ditentukan dengan menggunakan warna-warna baku yang terdapat dalam b uku Munsell Soil Color Chart. Warna tanah akan berbeda bila tanah basah, lemba b atau kering, sehingga dalam menentukan warna tanah perlu dicatat apakah dalam keadaan basah, lembab atau kering. Ada 3 komponen penentu warna tanah, yaitu: hue, kroma (chrome) dan nilai (value) . 1. Hue: menunjukkan panjang gelombang cahaya dominan yang dipantulkan benda. A da 5 hue tunggal (R, Y, G, B, P); dan 5 hue gabungan (YR, GY, BG, PB, RP)
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
41
2. Kroma: ukuran derajat kemurnian atau kejenuhan warna hue. Memiliki skala dr 0-20. Makin tinggi warna makin terang. 3.
Nilai: ukuran tingkat kebersihan atau kekotoran (terang-gelapnya) warna.
Dinyatakan dengan skala 1-10 ( derajat kombinasi pigmen hitam dan putih). Tekstur Tanah Tekstur tanah menunjukkan perbandingan relatif antara fraksi tanah baik pasir, d
ebu, dan liat. Menurut perbandingan tersebut diperoleh kelompok tekstur tanah s ebanyak 14 macam (Tabel 1). Sebagian ahli membaginya ke dalam 12 saja. Ada banyak sifat tanah terutama sifat fisik dipengaruhi oleh tekstur tanah. Tabel 1. Jenis tekstur tanah
Kasar Pasir Pasir berlempung Agak kasar Lempung berpasir Lempung berpasir halus
Sedang Lempung berpasir sangat halus Lempung Lempung berdebu Debu
Agak halus Lempung liat Lempung liat berpasir Lempung liat berdebu
Halus Liat berpasir Liat berdebu Liat
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
42
Penentuan Tekstur Dilakukan dengan Menggunakan Diagram Segitiga Tekstur Tanah (Gambar 1) Tanah-tanah yang bertekstur pasir, karena butir-butirnya besar, maka setiap satuan berat mempunyai luas permukaan yang gga sulit menyerap (menahan) air dan unsur hara. Tanah-tanah iat karena lebih halus maka setiap satuan berat mempunyai luas bih besar sehingga kemampuan menahan air dan menyediakan unsur ah-tanah bertekstur halus lebih aktif dalam reaksi kimia daripada tanah
berukuran lebih lebih kecil sehin yang bertekstur l permukaan yang le hara tinggi. Tan bertekstur kasar.
Gambar 1 Diagram segitiga tekstur tanah Tekstur mempengaruhi beberapa sifat tanah, yaitu : Kapasitas tukar kation (KTK) Kandungan bahan organik Kadar air Drainase Permeabilitas Struktur
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah Konsistensi Erodibilitas
43
Struktur Tanah Struktur tanah cara tersusunnya butiran tanah, atau gumpalan kecil dari butir-bu tir tanah; yang sering juga disebut agregat. Gumpalan ini terjadi karena butir -butir pasir, debu dan liat terikat satu sama lain oleh suatu perekat seperti ba han organik, oksida-oksida besi dan lain-lain. Gumpalan-gumpalan kecil ini memp unyai bentuk, ukuran dan kemantapan yang berbeda-beda. Bentuk Struktur , bentuk-bentuk struktur (Gambar 2) antara lain : 1. Lempeng (platy): sumbu vertikal < sumbu horisontal, di hor E atau pada lap isan padas liat. Biasanya terjadi pada tanah liat yang baru terjadi secara depos isi (deposited) 2. Prismatik: sumbu vertikal > sumbu horisontal, hor B, daerah iklim kering. 3. Tiang (columner): sumbu vertikal >sumbu horisontal, bagian atas membulat, hor B, daerah iklim kering. 4. Gumpal bersudut (angular blocky): seperti kubus dengan sudut-sudut tajam, sumbu vertikal=sumbu horisontal, hor B, daerah iklim basah 5. Gumpal membulat(rounded blocky): seperti kubus dengan sudut membula t, sumbu vertikal=sumbu horisontal, hor B, daerah iklim basah 6. Granular: Agregat yang membulat, biasanya diameternya tidak lebih dari 2 cm. Umumnya terdapat pada horizon A yang dalam keadaan lepas disebut "Crumbs" atau S pherical. 7. Remah (single grain): bulat sangat porous, di hor A
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
44
Gambar 2 Bentuk-bentuk struktur tanah Ukuran Ukuran struktur tanah berbeda-beda sesuai dengan bentuknya (Tabel 2). Tabel 2. Ukuran butir-butir struktur tanah Ukuran Gumpal
Granular
Lempeng Remah
mm
Prisma dan tiang
Sangat halus Halus (kecil) Sedang Kasar (besar) Sangat kasar <1 1-2 2-5 5-10 >10 <10 10-20 20-50 50-100 >100 <5 5-10 10-20
20-50 >50 <1 1-2 2-5 5-10 >10 <1 1-2 2-5 -
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
45
Pembentukan Agregat Agregat tanah terbentuk sebagai akibat adanya interaksi dari butiran tunggal, li at, oksida besi/ almunium dan bahan organik. Agregat yang baik terbentuk karena flokuasi maupun oleh terjadinya retakan tanah yang kemudian dimantapkan oleh pen gikat (sementasi) yang terjadi secara kimia atau adanya aktifitas biologi. Faktor yang mempengaruhi pcmbeutukan agregat 1. Bahan Induk Variasi penyusun tanah tersebut mempengaruhi pembentukan agregat-agregat t anah serta kemantapan yang terbentuk. Kandungan liat menentukan dalam pembentuka n agregat, karena liat berfungsi sebagai pengikat yang diabsorbsi pada permukaan butiran pasir dan setelah dihidrasi tingkat reversiblenya sangat lambat. Kandun gan liat > 30% akan berpengaruh terhadap agregasi, sedangkan kandungan liat < 30 % tidak berpengaruh terhadap agregasi. 2. Bahan organik tanah Bahan organik tanah merupakan bahan pengikat setelah mengalami pencucian. Pencu cian tersebut dipercepat dengan adanya organisme tanah. Sehingga bahan organik d an organisme di dalam tanah saling berhubungan erat.
3. Tanaman Tanaman pada suatu wilayah dapat membantu pembentukan agregat yang mantap. Akar tanaman dapat menembus tanah dan membentuk celah-celah. Disamping itu dengan ad anya tekanan akar, maka butir-butir tanah semakin melekat dan padat. Selain itu celah-celah tersebut dapat terbentuk dari air yang diserap oleh tanaman tersebut . 4. Organisme tanah Organisme tanah dapat mcmpercepat terbentuknya agregat. Selain itu juga mampu be rperan langsung dengan membuat !ubang dan menggemburkna tanaman.Secara
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
46
tidak langsung merombak sisa-sisa tanaman yang setelah dipergunakan akan dikelaa rlan lagi menjadi bahan pengikat tanah. 5. Waktu Waktu menentukan semua faktor pembentuk tanah berjalan. Semakin lama waktu berja lan, maka agregat yang terbentuk pada tanah tersebut semakin mantap. 6. Iklim Iklim berpengaruh terhadap proses pengeringan, pembasahan, pembekuan, pencairan. Iklim merupakan faktor yang sangat berpengaruh terhadap pembentukan agreg at tanah.
Kemantapan atau Tingkat Perkembangan Struktur Tingkat perkembangan struktur ditentukan berdasarkan atas kemantapan atau ketaha nan bentuk struktur tanah tersebut terhadap tekanan. Ketahanan struktu r tanah dibedakan menjadi: 1.
tingkat perkembangan lemah
2.
tingkat perkembangan sedang
3.
tingkat perkembangan kuat
Konsistensi Konsistensi menunjukkan kekuatan daya kohesi butir-butir tanah atau daya adhesi butir-butir tanah dengan benda lain. Hal ini ditunjukkan oleh daya tahan tanah
terhadap gaya yang akan mengubah bentuk. Dalam keadaan lembab tanah dibedakan ke dalam bentuk konsistensi gembur sampai teguh. Dalam kea daan kering, tanah dibedakan ke dalam konsistensi lunak sampai keras. Dalam kea daan basah dibedakan plastisitasnya yaitu dari lastis sampai tidak plastis atau kelekatannya yaitu dari tidak lekat sampai lekat.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
47
Tanah basah: kandungan air di atas kapasitas lapang Kelekatan – tidak lekat, agak lekat, lekat, sangat lekat Plastisitas-tidak plastis, agak plastis, plastis, san gat plastis Tanah lembab: kandungan air mendekati kapasitas lapang Lepas, sangat gembur, gembur, teguh, sangat teguh, sangat teguh sekali Tanah kering : tanah dalam keadaan kering angin Lepas, lunak, agak keras, keras, sangat keras, sangat keras sekali.
Konsistensi merupakan bagian dari rheologi yaitu ilmu yang mempelajari perubahan -perubahan bentuk dan aliran suatu benda. Sifat-sifat rheologi tanah dipelajar i dengan menentukan angka Atterberg yaitu angka-angka kadar air tanah pada beber apa macam keadaan. Sifat-sifat tanah yang berkaitan angka Atterberg tersebut a dalah : Batas mengalir : jumlah air terbanyak yang dapat ditahan tanah Batas melekat a benda lain Batas menggolek ekkan lagi Indeks plastisitas Jangka olah
: kadar air dimana tanah mulai tidak dapat melekat pad : kadar air dimana gulungan tanah mulai tidak dapat digol : kadar air batas mengalir-batas menggolek : kadar air batas melekat-batas menggolek
Batas ganti warna : tanah yang telah mencapai batas menggolek masih dapat kehilangan air, sehingga tanah lambat laun menjadi kering dan pada suatu ketika tanah menjadi berwarna lebih terang. Titik ini disebut titik ganti warna atau t itik ubah Bobot Isi Tanah (Bulk Density) Bobot isi tanah menunjukkan perbandingan antara berat tanah kering dengan volume tanah termasuk volume pori-pori tanah.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah Bulk density = volume tanah (cm3)
48
berat tanah kering (g)
Bobot isi tanah adalah petunjuk kepadatan tanah. Makin padat tanah maka makin t inggi bulk density yang berarti makin sulit untuk meneruskan air atau ditembus a kar tanaman. Pada umumnya, bobot isi tanah berkisar antara 1,1-1,6 g/cm3. Bulk density berbeda dengan particle density (kerapatan jenis zarah). Particle density = berat kering persatuan volume partikel-partikel (padat) t anah (jadi tidak termasuk volume pori - pori tanah). Tanah mineral mem punyai particle density = 2,65 g/cm3. dengan mengetahui bulk density dan parti cle density, maka dapat diketahui banyaknya (%) pori-pori total tanah sebagai be rikut : Bulk density
X
100 % =
% bahan padat tanah
Particle density
% pori total tanah = 100% - % bahan padat tanah
Ruang pori total (%) = ( 1
-
_Bulk density_ ) Particle density
Pori-pori Tanah Pori tanah adalah bagian tanah yang tidak terisi bahan padat tanah (terisi oleh udara dan air). Pori-pori tanah dapat dibedakan menjadi pori-pori kasar dan pori-pori halus. Pori-pori kasar berisi udara atau air gravitasi, sedangkan po ri-pori halus berisi air kapiler atau udara. Tanah-tanah pasir mempunyai poripori kasar lebih banyak daripada tanah liat. Tanah ini sulit menahan air sehin gga tanaman sering mengalami kekeringan. Tanah-tanah liat mempunyai pori total lebih tinggi dari tanah berpasir. Porosistas dipengaruhi oleh kandungan bahan organik, struktur ta nah
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
49
dan tekstur tanah. Porositas tinggi jika bahan organik tinggi. Tanah dengan str uktur granuler atau remah porositas lebih tinggi dibanding yang berstruktur masi f. Drainase Tanah Tanah ditemukan baik di daerah yang tergenang air maupun daerah-daeah kering yan g tidak pernah tergenang air. Mudah tidaknya air hilang dari tanah menentukan k
elas drainase tanah tersebut. Drainase tanah dikenal dua macam; drainase ekster nal dan drainase internal. Air dapat hilang melalui permukaan tanah (external dr ainage) maupun melalui peresapan ke dalam tanah (internal drainage). External d rainage banyak ditentukan oleh bentuk permukaan tanah/lahan, sedang internal dra inage ditentukan oleh tekstur tanah. Berdasar atas kelas drainasenya tanah dibed akan atas kelas drainase terhambat (tergenang) sampai sangat cepat (air sangat c epat hilang dari tanah). Keadaan drainase tanah menentukan jenis tanaman yang da pat tumbuh. Sebagai contoh, padi dapat hidup pada tanah-tanah dengan drainase bu ruk, tetapi jagung, karet, cengkeh, kopi dan lain-lain tidak akan dapat tumbuh d engan baik kalau tanah selalu tergenang air.
A. Indikator Penilaian Penilaian dalam penugasan pada modul 4 ini didasarkan pada hasil kerja peroranga n dan kelompok. Setiap mahasiswa wajib untuk membuat deskripsi setiap sifat fis ik tanah dalam bentuk bahan presentasi kelompok. Penilaian pada bagian ini menca kup 15 % dari nilai akhir.
B. Contoh Latihan dan Tugas Jelaskan sifat-sifat fisik tanah dasar. dan dipresentasikan secara berkelompok.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
Buatlah dalam bentuk makalah
50
BAB III. PENUTUP
Sifat fisik tanah dasar yang perlu dipahami mahasiswa antaralain tekstur, strukt ur dan agregat tanah, bulk density, dan porositas tanah. Pemahaman tentang sif at-sifat fisik tanah akan membantu mahasiswa menentukan potensi tanah kaitannya dengan pertumbuhan tanaman. Begitupula dengan sifat morfologi tanah yang dapat ditentukan jika sifat fisik tanah dipahami dengan baik.
Sumber pustaka: 1. Foth, H.D. 1990. Fundamentals of Soil Science. 8Ed. John Wiley & Sons. New
York. 2. 3.
Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah. Akademika Pressindo. Jakarta. Singer, M.J. and D.N. Munns. 1991. Soils An Introduction. 2nd. Macmilan
Publishing Company. New York.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
51
MODUL 5
AIR DALAM TANAH BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Air adalah senyawa yang penting bagi kehidupan di dunia. Lebih dari 80% kompon en penyusun tubuh tanaman jenis herbaceous dan lebih dari 50% tanaman kayu-kayua
n adalah air. Air baukan hanya penyusun tubuh tanaman, tetapi juga sebagai media pelarut dan transportasi unsur hara. Sumber air utama adalah air hujan yang jatuh ke tanah. Air hujan ada yang diter uskan ke dalam tanah dan akan mengisi ruang pori untuk digunakan di masa depan, dan ada/dapat juga mengalir di permukaan dan masuk ke sungai (sumber air lainnya ). Bagian 5 dari modul ini akan menjelaskan potensi air dalam tanah yang akan m empengaruhi pertumbuhan tanaman dan ketersediaan air.
B. Ruang Lingkup Isi Bagian ini mencakup pembahasan tentang penentuan kadar air dalam tanah, konsep e nergi air, retensi air tanah, prinsip dasar pergerakan air dalam tanah, ketersed iaan air dan absorpsi unsur hara.
C. Sasaran Pembelajaran Modul Modul ini diharapkan menjadi pedoman bagi mahasiswa dan untuk memahami konsep air dalam tanah untuk kepentingan produksi.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
dosen
52
BAB II. PEMBAHASAN Konsep Energi Air 1.
Konsep Potensial
Aliran air merembes tanah dapat dibandingkan dengan aliran panas melalui batang metal atau aliran listrik melalui kawat. Gaya yang mendorong air untuk mengalir dapat dibandingkan dengan perbedaan potensial listrik atau perbedaan panas, dan dapat diujudkan sebagai perbedaan tarikan dari dua bagian tanah terhadap air ya ng kadar airnya tidak sama. Apabila hanya terdapat satu gaya saja yang bekerja pada air, persoalan aliran ai r menjadi sangat mudah. Tetapi persoalannya tidaklah demikian, sebab selain ga ya matriks, masih ada macam gaya lain yang bekerja, yaitu: gaya osmotik yang dis ebabkan adanya garam-garam terlarut dan gaya gravitasi. Jika kita dapat menget ahui besarnya ketiga macam gaya ini, maka kita dapat mengetahui bergerak atau ti daknya air, serta arahnya. Potensial Air dapat didefinisikan sebagai tenaga yang diperlukan untuk memindahk an sejumlah satuan air dari tempat patokan yang dianggap potensialnya sama denga n nol ke tempat lain yang potensialnya mempunyai nilai tertentu. Sehingga poten sial dapat diartikan sebagai petunjuk status energi atau ketersediaan air tanah. Jika potensialnya rendah maka ketersediaan air juga rendah. Potensial adalah skalar bukan vektor, ia mempunyai besaran tetapi tidak mempunya i arah. Jumlah aljabar dari komponen-komponen potensial adalah konstan dan jum lah ini disebut potensial total. Dengan demikian gaya dorong untuk pergerakan a ir hanyalah gradien potensial total untuk dua titik, yaitu potensial enersi Ф dala
m jarak X. Konsep potensial air tanah adalah sangat penting. Konsep ini mengganti cara pen ggolongan air tanah yang umum dipakai pada masa lalu yaitu yang menggolongkan ai r tanah dalam beberapa bentuk: air gravitasi, air kapiler, air higroskopik dan sebagainya.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
53
Faktanya adalah bahwa semua air tanah, tidak hanya sebagian saja, dipengaruhi ju ga gravitasi, sehingga semua air adalah air gravitasi. Selanjutnya hukum kapil er tidak mulai atau berhenti pada suatu nilai kadar air, atau ukuran pori. Denga n demikian air tanah dapat berbeda dari tempat ke tempat dan dari waktu ke waktu tidak dalam bentuk tetapi dalam energi potensial. 2.
Potensial Air Tanah
a.
Potensial Gravitasi
Setiap benda di atas permukaan bumi ditarik ke arah pusat bumi oleh gaya gravita si yang sama besarnya dengan berat benda tersebut, dimana berat benda tersebut a dalah hasil kali massa dengan percepatan gravitasi. Untuk mengangkut suatu bend a melawan tarikan, kerja harus dilakukan, dan kerja ini disimpan oleh benda yang diangkut dari dalam bentuk energi potensial gravitasi. Besarnya energi ini tergantung pada tempat benda itu dalam medan gaya gravitasi. Potensial gravitasi air tanah, pada setiap titik ditentukan oleh elevasi relatif titik bersangkutan terhadap suatu tempat referensi tertentu. Untuk mudahya ada lah umum untuk menentukan tempat referensi pada suatu elevasi titik yang penting di dalam tanah, atau dibawah profil tanah yang sedang diteliti, agar potensial gravitasi selalu dapat bernilai + atau 0. Pada ketinggian z diatas suatu referensi, energi potensial gravitasi Eg, suatu m assa air M air yang bervolum V adalah: E =Mgz =ρwVgz Dimana nsi M
ρw=ke apatan air=BD air g=percepatan gravitasi z=ketinggian diatas refere
z
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah b.
54
Potensial tekanan =Potensial matriks
Jika air tanah berada dalam keadaan dimana tekanan hidrostatik lebih besar darip
ada tekanan atmosfer, maka potensial tekanan dianggap positif (+). Jika air ber ada pada keadaan dimana tekanan lebih rendah dari tekanan atmosfer, maka potensi al tekanan dianggap negatif. c.
Potensial Total dan Potensial Hidrolik
Potensial total adalah hasil kombinasi komponen-komponen potensial yang bersangk utan : Ф = Фg + Фm + Фo + Ф (eksternal) Suatu keadaan seimbang akan tercapai jika transfer massa air dalam fase cair tid ak ada. Keadaan ini dapat terjadi apabila potensial totalnya mencapai nilai yan g tetap. Syarat yang cukup untuk terjadinya keseimbangan ini ialah jika jumlah komponen-komponen potensial adalah tetap. Dalam praktek potensial osmotik sering dapat diabaikan. Dalam keadaan seimbang jika tidak ada gaya external, yaitu jika tekanan di dalam tanah dan atmosfer sama, diperoleh persamaan : Фh = Фg + Фm =konstan (untuk tanah tidak jenuh) Фh= Фg + Фp=konstan(Dan untuk tanah jenuh) D imana : Фh=potensial hidrolik Фp=ghp=potensial tekanan hidrostatik Hp=tekanan hidrostatik yang diukur dengan tinggi kolom air Sifat-sifat fisik air tanah sangat bergantung dari sifat-sifat tanah yang bersan gkutan. Tanah yang halus atau yang mempunyai luas permukaan yang besar per satu an berat, mempunyai kadar air yang lebih besar dari pada tanah yang kasar atau m empunyai luas permukaan yang lebih kecil. Luas permukaan tanah berkisar antara 1000 cm2/g sampai dengan 106 cm2/g. Partikel tanah bersifat hidrofilik atau suk a menyerap air dan yang terutama yang berbentuk koloida. Dalam air tanah terdapat dua macam interaksi
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
55
antara permukaan ialah antara benda padat dan cair serta antara benda cair dan u dara. Interaksi antara permukaan inilah yang menyebabkan adanya tegangan antar a permukaan dalam tanah dan mengakibatkan bergeraknya air. Tanah yang baik untuk pertumbuhan tanaman dapat ditunjukkan oleh adanya air dan udara yang seimbang d alam tanah. Penentuan Kandungan Air Tanah Kadar air tanah dinyatakan dalam satuan cm3/100 cm3 (air per tanah) atau g air/1 00 g tanah. Padsa banyak literatur dinyatakan sebagai persen volume yaitu persen tase volume air terhadap volume tanah atau persen berat. Cara penetapan kadar ai r dapat dilakukan dengan sejumlah tanah basah dikering-ovenkan dalam oven pada s uhu 100 °C – 110 °C selama 2 x 24 jam. Air yang hilang karena pengeringan merupakan sejuml ah air yang terkandung dalam tanah tersebut. Air irigasi yang memasuki tanah mul a-mula menggantikan udara yang terdapat dalam pori makro dan kemudian pori mikro . Jumlah air yang bergerak melalui tanah berkaitan dengan ukuran pori-pori pada tanah. Air mempunyai fungsi yang penting dalam tanah, antara lain pada proses pelapukan mineral dan bahan organik tanah, yaitu reaksi yang mempersiapkan hara larut bag
i pertumbuhan tanaman. Selain itu, air juga berfungsi sebagai media gerak hara k e akar-akar tanaman. Akan tetapi, jika air terlalu banyak tersedia, hara-hara da pat tercuci dari daerah-daerah perakaran atau bila evaporasi tinggi, garam-garam terlarut mungkin terangkat kelapisan tanah atas. Air yang berlebihan juga memba tasi pergerakan udara dalam tanah, merintangi akar tanaman memperoleh O2 sehing ga dapat mengakibatkan tanaman mati. Dua fungsi yang saling berkaitan dalam penyediaan air bagi tanaman yaitu mempero leh air dalam tanah dan pengaliran air yang disimpan ke akar-akar tana man. Jumlah air yang diperoleh tanah sebagian bergantung pada kemampuan tanah ya ng menyerap air cepat dan meneruskan air yang diterima dipermukaan tanah ke bawa h. Akan tetapi jumlah ini juga dipengaruhi oleh faktor-faktor luar seperti jumlah curah hujan tahunan dan sebaran hujan sepanjang tahun.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
56
Kapasitas lapang adalah keadaan tanah yang cukup lembab yang menunjukan air terb anyak yang dapat ditahan oleh tanah terhadap gaya tarik gravitasi. Air yang dapa t ditahan oleh tanah tersebut terus menerus diserap oleh akar tanaman atau mengu ap sehingga tanah makin lama makin mengering. Pada suatu saat akar tan aman tidak mampu lagi menyerap air tersebut sehingga tanaman menjadi layu (titik layu permanen). Kandungan air tanah antara kapasitas lapang dan titik layu permanen disebut tota l air tanah tersedia (TAW, Total Available Water). Titik kritis adalah batas m inimum air tersedia yang dipertahankan agar tidak habis mengering diserap tanama n hingga mencapai titik layu permanen. Titik kritis ini berbeda untuk berbagai jenis tanaman, tanah, iklim serta diperoleh berdasarkan penelitian di l apangan (Benami dan Offen, 1984 dalam Yanwar , 2003).Kandungan air antara kapasi tas lapang dan titik kritis disebut RAW (Readily Available Water). Perbandingan antara RAW dengan total air tanah yang tersedia dipengaruhi oleh iklim, evapotra nspirasi, tanah, jenis tanaman dan tingkat pertumbuhan tanaman (Raes,1988). Retensi Air-Tanah Kapasitas lapang adalah kadar air yang dapat ditahan dengan gaya yang sama dengan gaya gravitasi tetapi arahnya berlawanan. Kapasitas lapangan ini juga dikenal dengan batas atas air yang tersedia untuk pertumbuhan tanama n. Jika terdapat permukaan air-bumi (groundwater table) yang dangkal dan tidak ada pergerakan air ke atas yang kuat karena evaporasi pada permukaan tanah, maka pad a kurun waktu tertentu, terdapatlah suatu keseimbangan antara pergerakan air ke atas (kapiler) dan pergerakan air kebawah (gravitasi). Dalam keadaan seperti di atas maka kadar air di dekat permukaan tanah akan akan merupakan kadar air pada kapasitas lapang. Titik layu adalah kadar air untuk mana tanaman akan layu dan tidak dapat segar lagi.
Kadar air pada titik layu ini dalam praktek akan seimbang dengan
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
57
hisapan matriks sebesar 15 bar, sedang kadar air pada kapasitas lapang sering diambil setara dengan hisapan matriks sebesar 1/3 bar. Ada beberapa mekanisme yang aktip dalam adsorpsi air oleh partikel-partikel tana h. Diantaranya ialah muatan listrik yang ada pada partikel-partikel tanah dan ion-ion lawan yang diadsorpsikan. Sedang mekanisme retensi air oleh tanah ialah adanya tegangan permukaan antara air dan udara di dalam tanah. Tengangan permu kaan ini besarnya kurang lebih 72 dyne/cm atau 72 erg/cm2 pada 25oC. Air menempel pada permukaan tabung kapiler sekuat dengan aghesi dengan dirinya sendiri karena kerja untuk kohese besarnya juga sama dengan 2σ. Oleh kar ena itulah maka air dapat membasahi dinding gelas tabung kapiler, dan air yang m enempel pada dinding tabung tersebut menarik sejumlah cairan setinggi h. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Air dalam Tanah Masing-masing tanah mempunyai kadar air tanah kering udara, kadar air kapasitas lapang, dan kadar air maksimum yang berbeda-beda. Hal itu disebabkan oleh bebera pa faktor: a. Jenis air yang yang diserap yang didasarkan pada air tanah yaitu gaya adhe si, kohesi dan gravitasi. b. Kemampuan tanah menahan air dipengaruhi antara lain oleh tekstur tanah. Tanah-tanah bertekstur kasar mempunyai daya menahanair yang lebih kecil dari pad a tanah yang bertekstur halus. Oleh karenanya tanaman yang ditanam pada tanah pa sir umunya lebih mudah kekeringan daripada tanah-tanah bertekstur lempung atau l iat. c. Kadar bahan organic tanah (BOT). Semakin tinggi kadar BOT akan makin tingg i kadar dan ketersediaan air tanah. d. Senyawa kimiawi. Semakin banyak senyawa kimiawi di dalam tanah akan menyeb abkan kadar dan ketersediaan air tanah menurun. Tanah kering udara adalah tanah yang tidak terkena cahaya matahari langsung. Bahan organik tanah merupakan hasil dekomposisi atau elapukan bahan-bahan mineral yang terkandung didalam tanah. Bahan organik tanah juga dapat berasal da ri
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
58
timbunan mikroorganisme, atau sisa-sisa tanaman dan hewan yang telah mati dan te rlapuk selama jangka waktu tertentu.bahan organik dapat digunakan untuk menentuk an sumber hara bagi tanaman, selain itu dapat digunakan untuk menentukan klasifikasi tanah (Soetjito, dkk. 1992). Sebagian besar air yang diperlukan oleh tumbuhan berasal dari tanah ( disebut ai r tanah). Air ini harus tersedia pada saat tumbuhan memerlukannya. Kebutuhan air setiap tumbuhan berbeda. Kadar dan komposisi udara tanah sebagian besa r ditentukan oleh hubungan air dan tanah. Udara tanah yang terdiri dari campuran gas itu bergerak menuju ke pori-pori yang belum diduduki oleh air (Hakim,1986). Tumbuhan air umumnya memerlukan air lebih banyak dibandingkan jenis tumbu han lain. Air diperlukan oleh tumbuhan untuk memenuhi kebutuhan biologisnya, ant ara lain untuk memenuhi transpirasi, dalam proses asimilasi untuk pembentukan ka rbohidrat, serta untuk mengangkut hasil-hasil fotosintesisnya ke seluruh jaringa
n tumbuhan. Air tanah berfungsi sebagai pelarut unsur hara dalam tanah. Air tana h dan unsur hara ini membentuk larutan tanah. Air tanah berfungsi membawa unsur hara ke permukaan akar tumbuhan. Di dalam jariingan atau tubuh tumbuhan ini juga berperan mengangkut unsur hara yang diserap akar ke seluruh tanaman (Indranada, 1994). Tanah yang diovenkan beratnya akan berkurang dari berat awal. Hal inidikarenakan hilangnya kadar air yang terkandung pada tanah tersebut. Hal ini sesuai dengan literatur Craig (1994) yang menyatakan bahwa energi yang telah dilepaskan ket ika air berubah dari uap air menjadi cairan. Pembebasan panas dan pembentukanair hujan merupakan sumber energi utama untuk sistem hujan. Bila butir-butir air hu jan jatuh ke atas tanah kering dan diserap oleh permukaan partikel tanah, terjad i penurunan lebih lanjut dalam pergerakan dan mempunyai tapak positif dan negati f. Faktor-faktor yang mempengaruhi kadar air di dalam tanah adalah: 1. Kadar Bahan Organik Tanah Bahan organik tanah mempunyai pori-pori yang jauh lebih banyak daripada partikel mineral tanah yang berarti luas permukaan penyerapan juga lebih
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
59
banyak sehingga makin tinggi kadar bahan organic tanah makin tinggi kadar dan ke tersediaan air tanah. 2. Kedalaman Solum atau Lapisan Tanah Kedalaman solum atau lapisan tanah menentukan volume simpan air tanah, semakin d alam maka ketersediaan dan kadar air tanah juga semakin banyak. 3. Iklim dan Tumbuhan Faktor iklim dan tumbuhan mempunyai pengaruh yang berarti pada jumlah air yang d apat diabsorbsi dengan efisiensi tumbuah dalam tanah. Temperatur dan perubahan u dara merupakan perubahan iklim dan berpengaruh pada efisiensi pengguanaan air ta nah dan penentuan air yang dapat hilang melalui saluran evaporasi permukaan tana h. Kelakuan akan ketahanan pada kekeringan keadaan dan tingkat pertumbuhan adala h fakto pertumbuhan yang berarti. 4. Senyawa Kimiawi Garam-garam dan senyawa pupuk atau amelioran baik a lamaiah maupun non alamiah mempunyai gaya osmotic yang dapat menarik dan menghid rolisis air sehingga koefisien laju meningkat. Faktor lainnya yang mempengaruhi kadar air tanah adalah tekstur tanah, dengan adanya perbedaan jenis tekstur tanah dapat menggambarkan tingkat kemampua n tanah untuk mengikat air, contohnya tanah yang bertekstur liat lebih mampu me ngikat air dalam jumlah banyak dibandingkan tanah yang bertekstur pasir, sedangkan tanah bertekstur pasir lebih mampu mengikat air daripada tanah bertek stur debu. Faktor lain yang mempengaruhi kadar air tanah adalah struktur tanah, pori tanah, dan peremeabilitas tanah. Tanah yang mempunyai ruang pori lebih banyak akan mam pu menyimpan air dalam jumlah lebih banyak. Karena ruang-ruang pori tanah akan t erisi oleh air. Peranan Air Tanah dalam Absorpsi Unsur Hara Air adalah salah satu komponen fisik yang sangat vital dan dibutuhkan dalam jumlah besar untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Sebanyak 85-90 % dari bobot segar sel-sel dan jaringan tanaman tinggi adalah air.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
60
Setiap tanaman harus menyeimbangkan antara proses kehilangan air dan pro ses penyerapannya, bila proses kehilangan air tidak diimbangi de ngan penyerapan melalui akar makan akan terjadi kekurangan air didalam sel tanam an yang dapat menyebabkan berbagai kerusakan pada banyak proses dalam tanaman. fungsi air bagi tanaman yaitu: 1) sebagai senyawa utama pembentuk protoplasma, 2) sebagai senyawa pelarut bagi masuknya mineral-mineral dari larutan tan ah ke tanaman dan sebagai pelarut mineral nutrisi yang akan diangkut dari satu bagian sel ke bagian sel lain, 3) sebagai media terjadinya reaksi-reak si metabolik, 4) sebagai rektan pada sejumlah reaksi metabolisme seperti siklus asam trikarboksilat, 5) sebagai penghasil hidrogen pada proses fotosintesis, 6) menjaga turgiditas sel dan berperan sebagai tenaga mekanik dalam pembesaran sel, 7) mengatur mekanisme gerakan tanaman seperti membuka dan menutupnya stomata, m embuka dan menutupnya bunga serta melipatnya daun-daun tanaman tertentu, 8) berp eran dalam perpanjangan sel, 9) sebagai bahan metabolisme dan produk akhir respi rasi, serta 10) digunakan dalam proses respirasi. Kehilangan air pada jaringan t anaman akan menurunkan turgor sel, meningkatkan konsentrasi makro molekul serta senyawa-senyawa dengan berat molekul rendah, mempengaruhi membran sel dan pote nsi aktivitas kimia air dalam tanaman. Peran air yang sangat penting tersebut menimbulkan konsekuensi bahwa langsung atau tidak langsung kekurangan a ir pada tanaman akan mempengaruhi semua proses metaboliknya sehingga dapat menur unkan pertumbuhan tanaman. Cekaman kekeringan dapat disebabkan oleh 2 (dua) faktor, yaitu kekurangan suplai air di daerah perakaran atau laju kehilangan air (evapotraspirasi) lebih besar dari absobsi air meskipun kadar air tanahnya cukup. Kekurangan air secara internal pada tanaman berakibat langsung pada penurunan pe mbelahan dan pembesaran sel. Pada tahap pertumbuhan vegetatif, air digunakan ol eh tanaman untuk pembelahan dan pembesaran sel yang terwujud dalam perta mbahan tinggi tanaman, pembesaran diameter, perbanyakan daun dan pertumbuhan aka r. Keadaan cekaman air menyebakan penurunan turgor pada sel tanaman dan berakibat pada menurunnya proses fisiologi.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
61
Pada waktu musim kemarau maka ketersediaan air akan berkurang sehingga mengakiba tkan penurunan pertumbuhan. Berapa tanaman masih dapat tumbuh dengan baik pada k ondisi air tanah berkurang. Bergantung responnya terhadap kekeringan, tanaman da pat diklasifikasikan menjadi: 1) tanaman yang menghindari kekeringan (drought av oiders), dan 2) tanaman yang mentoleransi kekeringan (drought tolerators). Tan aman yang menghindari kekeringan membatasi aktivitasnya pada periode air ter sedia atau akuisisi air maksimum antara lain dengan meningkatkan jumlah akar dan modifikasi struktur dan posisi daun. Tanaman yang mentoleransi kekeringan m encakup penundaan dehidrasi atau mentoleransi dehidrasi. Penundaan dehid rasi mencakup peningkatan sensitivitas stomata dan perbedaan jalur fotosintesis, sedangkan toleransi dehidrasi mencakup penyesuaian osmotik. Tanaman memiliki reaksi yang sangat kompleks menghadapi cekaman kekeringan. Bent uk morfologi, anatomi dan metabolisme tanaman yang berbeda menyebabkan tanaman m emiliki respon yang beragam. Ketika kekeringan semakin meningkat maka tanaman me
nyesuaikan diri melalui proses fisiologi yang kemudian diikuti perubahan struktu r morfologi tanaman seperti layu, meningkatkan pertumbuhan akar dan menghambat p ertumbuhan pucuk. Penurunan proses fotosintesis dan pertumbuhan, sehingga ta naman juga mengalami penurunan produksi seperti berkurangnya hasil panen sec ara kualitas maupun kuantitas Bila tanaman dihadapkan pada kondisi kering terdapat dua macam tanggapan yang da pat memperbaiki status air, yaitu: (1) tanaman mengubah distribusi asimilat baru untuk mendukung pertumbuhan akar dengan mengorbankan tajuk, sehingga dapat meni ngkatkan kapasitas akar menyerap air serta menghambat pemekaran daun untuk meng urangi transpirasi, (2) tanaman akan mengatur derajat pembukaan stomata u ntuk menghambat kehilangan air lewat transpirasi. Relative Water Content (RWC) yang mengambarkan kadar relatif air daun merupakan parameter ketahanan tanaman menghadapi cekaman kekeringan. Proses fotosintesis pada sebagaian besar tanaman akan mulai tertekan bila nila i RWC
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
62
tanaman lebih rendah dari 70 persen, sehingga tanaman memerlukan pengaturan dalam tubuhnya diantaranya dengan melakukan penutupan stomata.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
63
A. Indikator Penilaian Penilaian dalam penugasan pada modul 5 ini didasarkan pada hasil kerja peroranga n. Penilaian pada bagian ini mencakup 10 % dari nilai akhir. B. Contoh Latihan dan Tugas 1.
Jelaskan tentang potensial air tanah
2. Jelaskan hubungan antara tekstur tanah dengan kapasitas pegang air Tugas ini dibuat dalam bentuk makalah perorangan yang akan didiskusikan dalam kelas.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
64
BAB III. PENUTUP Air dalam tanah mempunyai tingkat energi yang beragam sesuai dengan kandungan ai r tanah. Tingkat energi air tanah menaik jika kadar air naik, dan menurun jika kadar air tanah menurun. Hal inilah yang melahirkan konsep energi air tanah. Energi air tanah ditunjukkan dengan potensial air tanah dengan satuan bars atau kilopascal. Sumber Pustaka: 1. Foth, H.D. 1990. Fundamentals of Soil Science. 8Ed. John Wiley & Sons . New York. 2. Hillel, D. 1971. Soil and Water. Physical Principles and P rocess. Academic Press, New York-London. 3.
Hakim, Nurhajati dkk. 1986. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. UNILA: Lampung.
4.
Hanafiah, K., A. 2007. Dasar-Dasar ILmu Tanah. Rajawali Pers : Jakarta.
5. Indranada, Henry. 1994. Pengelolaan Kesuburan Tanah. Bumi Aksara, Semarang. 6.
Mawardi, M. 2011. Asas Irigasidan Konservasi Air. Bursa Ilmu, Yogyakarta.
7. Raes, D., Herman L. , Paul V. A. Matman dan V.B Martin. 1987. Irrigation Schedulling Information Sistem. Katholike Universiteit Leuven: Leuven. 8.
Soetjipto. 1992. Dasar-Dasar Irigasi. Erlangga :Jakarta.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
65
MODUL 6
SIFAT-SIFAT KIMIA TANAH BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang nalisis kimia tanah akan membantu dalam memprediksikan kemampuan tanah dalam sup lai hara bagi tanaman. Namun, sering terjadi bahwa hanya sejumlah sedikit saja unsur-unsur tersedia bagi tanaman. Untuk itu diskusi dan pembahasan tentang sifat kimia tanah difokuskan pada r eaksi pertukaran kation, pH tanah, kejenuhan basa, koloid tanah.
B. Ruang Lingkup Isi Modul ini akan membahas tentang sifat-sifat kimia tanah terutama reaksi pertukar an kation, pH tanah, kejenuhan basa, koloid tanah. C. Sasaran Pembelajaran Modul Modul ini diharapkan dapat membantu mahasiswa dalam memahami berbagai sifat kimi a tanah dasar.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
66
BAB II. PEMBAHASAN Tanah merupakan perantara penyedia suhu, udara, air dan unsur-unsur hara. Pertum buhan tanaman tidak hanya dipengaruhi oleh tersedianya unsur hara dalam tanah, t etapi juga oleh faktor-faktor lain seperti telah disebutkan diatas. Komposisi Kimia Tanah Tanah terbentuk dari batuan yang melapuk. Adapun komposisi kimia rata-rata dari batuan beku ditunjukkkan dalam Tabel 1. Variasi kandungan unsur Silikon, Oksige n dan Aluminium sangat banyak ditemui. Hal ini menunjukkan dominasi mineral si likat dan aluminosilikat pada batuan beku. Selanjutnya adalah unsur besi, kalsi um, magnesium, natrium, dan kalium. Komposisi kimia batuan beku menyerupai kompo sisi mineralogik dari tanah yang telah melapuk minimal atau sedang. Sej umlah tanah mengandung kuarsa, feldspar, dan mika pada fraksi pasir dan debunya, liat silikat lapis 2:1 dalam fraksi liatnya, dan kebanyakan muatan negatif liat dinetralisir dengan adsorpsi ion-ion kalsium, magnesium, sodium dan kalium. Tabel 1. Komposisi kimia batuan beku dan tanah-tanah yang melapuk intensif Senyawa SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 MnO
Persentase unsur kimia (%)
CaO MgO K2O Na2O P2O5 SO3 Total Adapted from Bohn, McNeal, and O’Connor, 1985 in Foth, 1990 60 16 7 1 0,1 5 4 3 4 0,3 0,1 100,5
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
67
Pada saat tanah melapuk dan komposisi mineralogi berubah setiap waktu, terjadi pula perubahan komposisi kimiawi. Selama proses pembentukan tanah, terjad i kehilangan unsur-unsur Si relatif terhadap Al dan Fe. Pelepasan dan kehilang an Ca, Mg, Na dan K lebih cepat dibandingkan Si, dan hal ini ditunjukkan oleh re ndahnya kandungan empat kation pada tanah-tanah yang melapuk intensif. Berikut adalah penjelasan masing-masing sifat-sifat kimia tanah yang pent ing untuk dipahami: a. Reaksi Tanah atau pH tanah Reaksi tanah menunjukkan sifat kemasaman atau alkalinitas tanah yang dinyatakan dengan nilai pH. Nilai pH menunjukkan banyaknya konsentrasi ion hidrogen (H+) d i dalam tanah. Makin tinggi kadar ion H+ dalam tanah, semakin masam tanah ter sebut. Di dalam tanah selain ion H+ dan ion-ion lain ditemukan pula ion OH- y ang jumlahnya berbanding terbalik dengan banyaknya H+. Pada tanah-tanah yang ma sam jumlah ion H+ lebih tinggi dibanding OH-, sedang pada tanah alkalin kandunga n OH- lebih banyak daripada H+. Bila kandungan H+ sama dengan OH- maka tanah bereaksi netral yaitu mempunyai pH=7. Konsentrasi H+ atau OH- dalam tanah seben arnya sangat kecil. Nilai pH berkisar antara 0-14 dengan pH 7 disebut netral sedang pH kurang dari 7 disebut masam dan pH lebih dari 7 disebut alkalis . Besarnya kisaran nilai pH tersebut didasarkan atas besarnya konstanta disosias i air murni yaitu : HOH [ H+] [OH-]
H+ + OH= 10-14
= K (konstan)
Di Indonesia, pH tanah berkisar antara 3 hingga 9. Tanah-tanah pada umumnya bereaksi masam dengan pH 4,0-5,5 sehingga tanah-tanah yang mempuny ai pH 6,0-6,5 sering dikatakan cukup netral meskipun sebenarnya masih agak masam.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
68
Alasan pH tanah penting untuk diketahui : 1. Menentukan mudah tidaknya unsur-unsur hara diserap tanaman. Pada umumnya h ara tanaman akan lebih mudah untuk diserap pada kisaran pH netral (Gam bar 1) oleh karena pada kisaran pH tersebut kebanyakan unsur hara larut dalam ai r. Pada tanah masam unsur P tidak dapat diserap tanaman karena diikat oleh Al s edangkan pada tanah alkalis, P sulit diserap tanaman karena difiksasi oleh Ca. 2. Menunjukkkan kemungkinan adanya unsur-unsur beracun (Gambar 1). Pada tanah-tanah masam banyak ditemukan ion-ion Al didalam tanah, yang kecuali memfi ksasi P juga merupakan racun bagi tanaman. Pada tanah rawa yang pH tanah rendah (sangat masam) menunjukkan kandungan sulfat tinggi yang bersifat meracun bagi t anaman. Disamping itu, pada tanah yang masam, unsur-unsur mikro juga menjadi m udah larut, sehingga ditemukan unsur mikro yang terlalu banyak. Unsur mikro Mo dapat menjadi racun kalau pH tanah terlalu alkalis.
Gambar 1 Nilai ketersediaan unsur pada kisaran pH 4-9
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 3.
69
Mempengaruhi perkembangan mikroorganisme
Bakteri berkembang baik pada pH 5,5 atau sedang pada pH <5,5 perkemban gannya sangat terhambat Jamur dapat berkembang baik pada segala tingkat kemasaman tanah. Pada pH tanah >5,5 jamur harus bersaing dengan bakteri Bakteri pengikat nitrogen dari udara dan bakteri nitrifikasi hanya dapat berkemb ang dengan baik pada pH >5,5. b. Koloid Tanah Koloid tanah adalah bahan mineral dan bahan organik tanah yang sangat halus sehi ngga mempunyai luas permukaan yang sangat tinggi persatuan berat. Liat termasu k koloid tanah (koloid anorganik) dan humus (koloid organik). Koloid tanah meru pakan bagian tanah yang sangat aktif dalam reaksi-reaksi fisikokimia dalam tanah . Partikel-partikel koloid yang sangat halus yang dikenal sebagai mikro sel pa da umumnya bermuatan negatif, sehingga ion-ion yang bermuatan positif akan terta rik dan membentuk lapisan ganda ion (ionic double layer). 1. t
Mineral liat. Mineral liat adalah mineral yang berukuran <2 μ. Mineral lia
dalam tanah terbentuk karena : a. Rekristalisasi (sintesis) senyawa hasil pelapukan mineral primer b. Alterasi langsung mineral primer yang telah ada (misalnya mika menjadi ilit) Mineral liat dalam tanah ada 3 yaitu : 1. Mineral liat Al silikat 2. Oksida-oksida Fe dan Al 3. Mineral-mineral primer Mineral liat Al silikat dapat dibedakan menjadi : a. Mineral liat Al-silikat yang mempunyai bentuk kristal yang baik misalnya kaol init, haloisit, montmorilonit, ilit b. Mineral liat Al-silikat amorf misalnya alofan
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
70
Kaolinit dan haloisit banyak ditemukan pada tanah-tanah merah yaitu tanah- tanah yang berdrainase baik, sedang montmorilonit banyak ditemukan pada tanah yang mu dah mengembang dan mengerut dan pecah-pecah pada musim kering misalnya tanah Vertisol. Illit banyak ditemukan pada tanah yang berasal dari bahan i nduk yang banyak mengandung mika dan belum mengalami pelapukan lanjut. A lofan banyak ditemukan pada tanah yang berasal dari abu gunung api seperti tanah Andisol. Pada tanah yang tua seperti Oxisol banyak ditemukan liat silikat yang telah hancur dan membentuk mineral liat baru yaitu Fe-Oksida dan Al-Ok sida yang dikenal dengan nama mineral seskuioksida. Mineral liat Al-silikat mempunyai struktur berlapis-lapis yang terdiri dari la pisan Si-tetrahedron dan Al-oktahedron. Berdasarkan atas banyaknya lapisan Si -tetrahedron dan Al-oktahedron, maka mineral liat dibedakan menjadi : a. Tipe 1:1 (satu lapis Si-tetrahedron dan satu lapis Al-oktahedron) contoh: kaolinit dan haloisit b. Tipe 2:1 (2 lapis Si-tetrahedron dan 1 lapis Al-oktahedron), contoh : montmorilonit, illit dan vermikulit c. Tipe 2:2 (2 lapis Si-tetrahedron dan 2 lapis Al-oktahedron), contoh : klorit 2. Oksida-Oksida Fe dan Al. Mineral-mineral oksida umumnya banyak terdapat pada tanah-tanah tua di daerah tropika misalnya tanah Oxisol. Contoh mineral liat oksida: gibsit, hematit, goetit, dan limonit. 3. Mineral-mineral primer. Di dalam fraksi liat kadang-kadang ditemukan pu la mineral primer seperti kuarsa, feldspar. Mineral seperti itu serupa dengan yang ditemukan dalam fraksi pasir atau debu tetapi ukurannya sangat halus yaitu <2μ.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
71
Koloid Organik Koloid organik utama adalah humus. Koloid organik tersusun atas C, H dan O. Humu s bersifat amorf, KTK tinggi dan lebih mudah dihancurkan dibandingkan liat. Sumb er muatan negatif humus adalah gugus karboksil dan gugus fenol. Muatan humus a dalah tergantung pH. Dalam keadaan masam, H+ dipegang kuat oleh gugusan karbok sil atau fenol dan menjadi lemah ikatannya jika pH lebih tinggi. Berdasarkan ata s kelarutannya dalam asam dan alkali humus disusun atas 3 bagian utama yaitu :
1.
asam fulvik
2.
asam humik
3.
humin
b. Kapasitas Tukar Kation (KTK) Kation adalah ion bermuatan positif seperti Ca++, K+, Na+, NH4+, H+, Al3+ dsb. Didalam tanah, kation-kation tersebut terlarut di dalam air tanah atau dijerap o leh koloid-koloid tanah. Banyaknya kation yang dapat dijerap oleh tanah persatua n berat tanah dinamakan kapasitas tukar kation (KTK). Kation-kation yang telah d ijerap oleh koloid-koloid tersebut sukar tercuci oleh gaya gravitasi, tetapi dap at diganti oleh kation lain yang terdapat dalam larutan tanah. Hal tersebut di sebut pertukaran kation. Penetapan KTK di laboratorium dilakukan dengan menggunakan dengan ekstraks i ammonium asetat pada pH 7 (NH4OAc pH 7). Cara lain yaitu ekstraksi dengan gar am netral (misalnya dengan 1 N KCl) pada pH tanah yang sebenarnya, atau ekstraks i dengan barium klorida + trietanolamin (BaCl2-TEA) yang disangga pada pH 8,2. Dengan cara ini kita akan mendapatkan KTK tergantung pH, KTK efektif, dll.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
72
Kapasitas tukar tiap koloid tanah berbeda. Humus mempunyai KTK yang jauh lebih t inggi dibandingkan mineral liat seperti ditunjukkan pada Tabel 2 berikut: Tabel 2. KTK koloid tanah Koloid tanah Humus Klorit Montmorilonit Illit Kaolinit Haloisit 2H2O Haloisit 4H2O Seskuioksida 100-300 10-40 80-150 10-40 3-15 5-10
KTK (cmol (+)/kg)
40-50 0-3
KTK adalah sifat kimia yang berkaitan dengan kesuburan tanah. Tanah dengan KTK t inggi mampu menjerap dan menyediakan unsur hara lebih baik daripada tanah KTK re ndah. Tanah dengan KTK tinggi bila didominasi oleh kation basa seperti Ca, Mg, K, Na dapat meningkatkan kesuburan tanah, tetapi bila didominasi oleh kation asa m seperti Al dan H dapat mengurangi kesuburan tanah. Tanah dengan kandungan baha n organik atau kadar liat tinggi mempunyai KTK lebih tinggi daripada tanah-ta nah dengan kandungan bahan organik rendah atau tanah berpasir. c. Kejenuhan Basa Kation yang terdapat dalam kompleks jerapan koloid tersebut dapat dibedakan menj adi kation-kation basa dan kation-kation asam. Kejenuhan basa menunjukkan perba ndingan antara jumlah kation-kation basa dengan jumlah semua kation (kation basa dan kation asam) yang terdapat dalam kompleks jerapan tanah. Juml ah
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
73
maksimum kation yang dapat dijerap tanah menunjukkan besarnya KTK tanah tersebut.
Kejenuhanbasa jumlahkationbasa X100% KTK Kejenuhan basa berhubungan erat dengan pH tanah, dimana tanah yang mempunyai pH rendah umumnya juga mempunyai KB rendah. Begitu pula sebaliknya. Hubungan pH dengan KB pada pH 5,5 -6,5 hampir merupakan suatu garis lurus. d. Unsur-unsur hara esensial Unsur hara yang sangat diperlukan tanaman dan fungsinya dalam tanaman tidak dapa t digantikan oleh unsur lain disebut unsur hara esensial. Unsur hara esensial dapat berasal dari udara, air, atau tanah yang berjumlah 17 yaitu : 1. Unsur makro : C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, dan S 2. Unsur mikro : Fe, Mn, B, Mo, Cu, Zn, Cl, dan Co Unsur hara makro adalah unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah banyak, sedangka n unsur hara mikro adalah unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah yang sangat se dikit. Unsur hara tersedia bagi tanaman dengan cara :
1.
Aliran massa
2.
Difusi
3.
Intersepsi akar
Nitrogen (N) Nitrogen dalam tanah berasal dari : 1. Bahan organik tanah 2. Pengikatan oleh mikroorganisme dan N udara
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
74
3. Pupuk 4. Air hujan Bahan organik adalah sumber N yang utama di dalam tanah. Selain N, bahan orga nik juga mengandung unsur lain terutama C, P, S dan unsur-unsur mikro lain. Peng ikatan oleh mikroorganisme dan N udara dibantu dengan adanya simbiose dengan tan aman leguminose yaitu bakteri bintil akar atau Rhizobium. Disamping itu dibantu pula oleh bakteri yang hidup bebas (non simbiotik) yaitu Azotobacter dan Clostr idium. Fungsi N : 1. Memperbaiki pertumbuhan vegetatif tanaman 2. Pembentukan protein
Gejala defisiensi N: 1. Tanaman kerdil 2. Pertumbuhan akar terbatas 3. Daun-daun kuning dan gugur
Gejala kelebihan N: 1. Memperlambat kematangan tanaman 2. Batang lemah mudah roboh 3. Daya tahan tanaman lemah terhadap penyakit
N dalam tanah berbentuk: Protein, senyawa amino, Ammonium, Nitrat. Nitrogen diambil tanaman dal am bentuk NH4+ dan NO3-. Sedangkan kehilangan N dari tanah dalam bentuk:
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
75
1. Digunakan oleh tanaman dan mikroorganisme 2. N dalam bnetuk NH +, dapat diikat oleh mineral liat jenis ilit sehingga tidak dapat digunakan oleh tanaman 3. N dalam bentuk NO3- mudah tercuci oleh air hujan (leaching) 4. Proses denitrifikasi
Fosfor (P) Unsur P di dalam tanah berasal dari : Bahan organik (pukan, sisa-sisa tanaman) Pupuk buatan (TSP, DS) Mineral-mineral di dalam tanah (apatit) Unsur P didalam tanah berupa P-organik dan P-anorganik. Fungsi P : 1.
Pembelahan sel
2.
Pembentukan albumin
3.
Pembentukan bunga, buah dan biji
4.
Mempercepat pematangan
5.
Memperkuat batang tidak mudah roboh
6.
Perkembangan akar
7.
Memperbaiki kualitas tanaman terutama sayur mayur dan makanan ternak
8.
Tahan terhadap penyakit
9.
Membentuk nukleoprotein
10. Metabolisme karbohidrat 11. Menyimpan dan memindahkan energi
Unsur P mudah difiksasi, sehingga sebaiknya pemberiannya jangan di sebarkan tetapi diberikan dalam larikan agar kontak dengan tanah sedikit mungkin sehingga fiksasi dapat dikurangi.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
76
Gejala defisiensi P: 1. Pertumbuhan terhambat (kerdil) 2. Daun-daun menjadi ungu atau coklat mulai ujung daun 3. Terlihat jelas pada tanaman yang masih muda 4. Pada tanaman jagung, tongkol tidak sempurna dan kecil-kecil
Kalium (K) Unsur K dalam tanah berasal dari pupuk buatan (ZK)
mineral-mineral primer tanah dan berasal dari
Fungsi K : 1.
Pembentukan pati
2.
Mengaktifkan enzim
3.
Pembukaan stomata
4.
Proses fisiologis dalam tanaman
5.
Proses metabolik dalam sel
6.
Mempengaruhi penyerapan unsur-unsur lain
7.
Mempertinggi ketahahan terhadap kekeringan dan penyakit
8.
Perkembangan akar
K dalam tanah dibedakan menjadi : 1. Tidak tersedia bagi tanaman 2. Tersedia 3. Tersedia tapi lambat Kehilangan K dari tanah disebabkan oleh karena diserap oleh tanaman ter utama leguminose, tomat dan kentang serta pencucian oleh hujan (leaching).
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
77
Gejala defisiensi K: 1. Terlihat pada daun tua, karena daun muda yang masih tumbuh dengan aktif menye dot K dari daun tua 2. Ruas pada tanaman jagung memendek dan tanaman tidak tinggi 3. Pinggir daun berwarna coklat mulai daun tua
Kalsium (Ca) Ca dalam tanah berasal dari mineral primer (plagioklas), karbonat (kalsit dan do lomit) , garam-garam sederhana (gipsum dan Ca fosfat). Ca diambil tanaman dala m bentuk Ca++. Fungsi Ca: 1. Penyusunan dinding sel tanaman 2. Pembelahan sel 3. Pertumbuh (elongation) Gejala defisiensi Ca:
1. Tunas dan akar tidak dapat tumbuh karena pembelahan sel terhambat 2. Pada jagung, ujung daun coklat dan melipat serta terkulai ke bawah saling melekat dengan daun dibawahnya Magnesium (Mg) Diserap sebagai Mg++. Mg dalam tanah berasal dari mineral kelam (biotit, augit , hornblende, amfibol), garam (MgSO4), dan kapur (dolomit). Fungsi Mg : 1. Pembentukan klorofil 2. Sistem enzim (aktivator) 3. Pembentukan minyak
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
78
Gejala defisiensi Mg : 1. Defisiensi pada daun tua 2. Daun menguning karena pembentukan klorofil terganggu 3. Pada jagung terlihat garis kuning pada daun 4. Pada daun muda keluar lendir
Belerang (S) Diserap tanaman dalam bentuk SO 2dan dalam bentuk gas SO2 dari udara melalui daun. tile
Sedangkan bentuknya dalam tanaman berupa protein, sulfat dan vola
(mudah menguap) seperti allysulfat pada bawang putih dan bawang merah. Fungsi S terutama dalam pembentukan protein. Asal dalam tanah: 1. Mineral primer (pirit dan gipsum) 2. Atmosfir : SO2 udara Hilangnya S dari tanah :
1. Diambil tanaman 2. Pencucian (leaching) 3. Penguapan SO42Gejala defisiensi S : 1. Defisiensi pada daun tua 2. Tanaman kerdil 3. Pematangan lambat 4. Daun-daun kuning
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
79
Unsur-unsur Mikro Unsur mikro dalam tanah berasal dari mineral dalam bahan induk dan ba han organik. Adapun faktor yang menentukan ketersediaan unsur mikro adalah : pH tanah Drainase tanah Jerapan liat dan reaksi kimia Ikatan dengan bahan organik Fungsi masing-masing unsur mikro: Zn pembentukan hormon tumbuh katalis pembentukan protein pematangan biji Fe Pembentukan klorofil Oksidasi reduksi dalam pernafasan Penyusun enzim dan protein Cu
Katalis pernafasan Penyusun enzim Pembentukan klorofil Metabolisme karbohidrat dan protein
B Pembentukan protein Metabolisme nitrogen dan karbohidrat Perkembangan akar Pembentukan buah dan biji Mn Metabolisme N dan asam organik Fotosintesis
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
80
Perombakan karbohidrat Pembentukan karotin, riboflavin dan asam askorbat Mo Meningkatkan pengikatan N oleh bakteri simbiotik Pembentukan protein
Penyerapan unsur mikro oleh tanaman Unsur naman Zn2+ Unsur
mikro yang termasuk jenis kation yaitu Fe, Mn, Zn Cu diambil ta melalui pertukaran kation atau sebagai kation terlarut seperti Fe2+, Mn2+, dan Cu2+. mikro yang termasuk jenis anion yaitu B, Mo, Cl diambil tanaman
33dalam bentuk anion terlarut seperti B3 dalam bentuk pertukaran anion , MoO4 , Cl , kadang juga diambil Unsur mikro dapat diserap melalui daun (dengan penyemprotan)
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
81
A. Indikator Penilaian Penilaian dalam penugasan pada modul 6 ini didasarkan pada hasil kerja peroranga n dan kelompok. Penilaian pada bagian ini mencakup 15 % dari nilai akhir. B. Contoh Latihan dan Tugas 1. Jelaskan sifat-sifat kimia tanah dasar. Buatlah dalam bentuk makalah dan dip resentasikan secara berkelompok. 2. Setiap mahasiswa wajib untuk membuat deskripsi setiap unsur-unsur hara esencial dalam bentuk bahan presentasi kelompok
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
82
BAB III. PENUTUP Sifat kimia tanah dasar yang perlu dipahami mahasiswa antara lain; reaksi tanah, kapasitas tukar kation, kejenuhan basa, unsur hara esensial dan daya sanggah ta nah. Pemahaman tentang sifat-sifat kimia tanah akan membantu mahasiswa menentuka n potensi tanah kaitannya dengan pertumbuhan tanaman. Begitupula dengan sifat morfologi tanah yang dapat ditentukan jika sifat kimia tanah dipahami dengan bai k.
Sumber pustaka: 1. Foth, H.D. 1990. Fundamentals of Soil Science. 8Ed. John Wiley & Sons. New York. 2. Tisdale, S. L, Nelson, W. L. and Beaton, J. D.
1990.
Soil Fertility and
Fertilizers. 4th ed. Macmillan Publishing Company. New York. 3. Hanafiah, K., A. 2007. Dasar-Dasar ILmu Tanah. Rajawali Pers : Jakarta.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
83
MODUL 7
BAHAN ORGANIK TANAH BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ampir semua kehidupan di dalam tanah tergantung pada bahan organik untuk memenuh i kebutuhan akan hara dan energi. Telah diketahui pula betapa pentingnya baha n organik terhadap pertumbuhan tanaman. Bahan organik berperan memperbaiki sifat fisik, sifat kimia dan sifat biologi ta nah. Modul 7 ini akan membahas akan arti penting bahan organik dalam tanah.
B. Ruang Lingkup Isi Modul ini mencakup bahasan tentang sumber bahan organik komposisi bahan organik, perombakan bahan organik, humus, peranan bahan organik C. Sasaran Pembelajaran Modul Modul ini diharapkan dapat membantu mahasiswa dalam memahami sumber bahan organi k, proses dekomposisi dan peranan bahan organik tanah.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
84
BAB II. PEMBAHASAN Bahan organik merupakan bagian integral dari tiap tanah yang mempengaruhi sifatsifat fisik, kimia dan biologi tanah jauh lebih besar dari proporsi bahan ini d alam tanah. Proporsi bahan organik pada tanah mineral pada umumnya berkisar anta ra 1-6 persen, sedang pada tanah organik dapat mencapai separuh dari massa tanah . Semua zat-zat organik dalam tanah, hidup atau mati, segar atau melapu k, senyawa sederhana atau yang kompleks, merupakan bagian dari bahan organik ya ng terdapat di tanah. Binatang-binatang, demikian juga akar-akar tanaman yang hidup dalam tanah tidak dimasukkan dalam definisi ini. Pada pihak lain, bakter i-bakteri, cendawan dan mikroba hidup dimasukkan sebagai bagian dari bahan organ ik karena alasan sederhana yaitu disebabkan tidak mungkin memisahkannya d ari bahan organik lainnya dalam tanah. Dengan pertimbangan di atas, jelaslah definisi mengenai bahan organik. Untuk tuj uan praktikal, bahan organik dapat digolongkan sebagai residu dan humus. Residu meliputi bagian-bagian tanaman maupun binatang yang mati pada semua stadia pel apukan. Humus merupakan bahan organik yang berwarna gelap yang mempunyai sifat -sifat kimia maupun fisika yang cukup jelas dan melapuk dengan lambat, tidak s ecepat pelapukan residu. Selanjutnya dalam tulisan ini yang dimaksud dengan bahan organik tanah adalah humus. Kalau dikatakan bahan organik merupakan sumber hara untuk tanaman maka yang dimaksud tentulah residu ditambah dengan humus. Sumber Bahan Organik Tanah Sumber primer bahan organik tanah ialah jaringan tumbuhan berupa akar, batang, r anting, daun, bunga dan buah. Jaringan tanaman ini akan mengalami dekomposisi d an akan terangkut ke lapisan bawah tanah. Tumbuhan tidak saja sebagai sumber ba han organik tanah, tetapi juga sebagai sumber bahan organik dari seluruh makhluk
hidup.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
85
Sumber sekunder bahan organik adalah binatang. Fauna atau binatang terl ebih dahulu harus menggunakan bahan organik tanaman. Setelah itu barulah binat ang menyumbangkan pula bahan organik. Berbeda sumber bahan organik tanah akan berbeda pula pengaruhnya yang disumbangkan ke dalam tanah. Hal ini berkaitan e rat dengan komposisi atau susunan dari bahan organik tersebut. Komposisi atau susunan jaringan tumbuhan akan jauh berbeda dengan jaringan binat ang. Pada umumnya jaringan binatang lebih cepat hancur daripada jaringan tumb uhan. Menurut Hakim, et. al. (1986) Jaringan tumbuhan sebagian besar ter susun atas air yang beragam dari 60 – 90 % dan rata-rata sekitar 75 %. Bagian pada tan sekitar 25 % dari hidrat arang (60 %), protein (10 %), lignin (10 – 30 %), dan lemak (1- 8 %). Ditinjau dari susunan unsur, karbon merupakan bagian terbesar (44 %), disusul oleh oksigen (40 %), hidrogen dan abu masing-masing sekitar (8 %). Susunan abu itu sendiri terdiri dar seluruh unsur hara yang dis erap dan diperlukan tanaman, kecuali C, H, dan O. Peranan Bahan Organik Menurut Hakim, et. al. (1986). Peranan bahan organik ada yang bersifat langsung terhadap tanaman, tetapi sebagian besar mempengaruhi tanaman melalui perubahan s ifat dan ciri tanah. Pengaruh bahan organik pada sifat fisik tanah: a.
Kemampuan menahan air meningkat (water holding capacity)
b.
Warna tanah menjadi coklat dan hitam (lebih gelap)
c.
Merangsang granulasi agregat dan memantapkannya
d.
Menurunkan plastisitas dan menurunkan bulk density (BD) tanah.
Pengaruh bahan organik pada sifat kimia tanah: a. Meningkatkan daya jerap dan kapasitas tukar kation b. g mudah dipertukarkan meningkat
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah c.
Jumlah kation yan
86
Unsur N, P, dan S diikat dalam bentuk organik atau dalam tubuh mikroorganis
me sehingga terhindar dari pencucian dan kemudian tersedia kembali. d. Pelarutan sejumlah unsur hara dari mineral oleh asam humus.
Pengaruh bahan organik pada sifat biologi tanah: a.
Jumlah dan aktivitas metabolik organisme meningkat
b. at.
Kegiatan jasad mikro dalam membantu dekomposisi bahan organik juga meningk
Tabel 1. Sifat-sifat humus dan pengaruhnya pada tanah. Sifat
Keterangan Pengaruh pada tanah
Warna Retensi air Kombinasi dengan mineral-mineral liat
Kelarutan dalam air
Hubungan pH
Mineralisasi Kombinasi dengan molekul-molekul organik Menyebabkan warna tanah lebih gelap Bahan organik dapat memegang air sampai 20 kali beratnya Mengingat molekul-molekul dalam agregat-agregat Ketidak larutan bahan organik sebagian disebabkan assosiasinya dengan liat; gara m-garam dan kation bivalen atau trivalen dengan bahan organik yang terisolir lar ut sebagaian dalam air Bahan organik menyangga pH pada kisaran-kisaran agak masam, netral dan alkalis
Pelapukan bahan organik menghasilkan
CO2, NH4+, NO3-,PO43- dan SO42Mempengaruhi aktifitas biologi, persistensi dan degradasi biorik pestisida Berpengaruh pada pemanasanan Mengurangi sifat mengerut dan mengembang, memperbaiki retensi pada tanah-tanah b erpasir
Memungkinkan pertukaran udara
Sedikit bahan organik hilang karena tercuci
Membantu terpeliharanya reaksi tanah yang seragam Sumber hara untuk pertumbuhan tanaman Mempengaruhi dosis pestisida untuk pengendalian yang efiktif.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
87
Faktor yang Mempengaruhi Bahan Organik Di antara sekian banyak faktor yang mempengaruhi kadar bahan organik d an nitrogen tanah, faktor yang penting adalah kedalaman tanah, iklim, tekstur ta nah, dan drainase. Kedalaman lapisan menentukan kadar bahan organik dan N, kad ar bahan organik terbanyak ditemukan di lapisan atas setebal 20 cm (15 – 20 %), ma kin ke bawah makin berkurang, hal ini disebabkan akumulasi bahan organik memang terkonsentrasi di lapisan atas. Faktor iklim yang berpengaruh adalah suhu dan curah hujan. Makin ke daerah din gin kadar bahan organik dan N makin tinggi. Pada kondisi yang sama kadar bahan organik dan N bertambah dua hingga tiga kali setiap suhu tahunan rata- rata tur un 10oC. Bila kelembaban efektif meningkat kadar bahan organik dan N juga berta mbah. Hal ini menunjukkan suatu hambatan kegiatan organisme tanah. Drain ase buruk, dimana air berlebih, oksidasi terhambat karena aerasi buruk menyebabk an kadar bahan organik dan N tinggi daripada tanah berdrainase baik. Pelapukan i ntensif menyebabkan rendahnya kadar organik pada tanah-tanah tropis. Selain itu, bahan organik berperan sebagai: sumber makanan dan energi unt uk mikroorganisme; nutrisi tanaman melalui pelapukannya dan peranan pertukaran i on dari humus; penyedia bahan yang diperlukan untuk pembentukan dan stabilisasi agregat-agregat tanah; pemegang air dan melalukan air; pengendali aliran permuka
an dan erosi tanah. Bahan-bahan tanaman mengandung berbagai macam gula, lemak dan protein yang menye diakan banyak energi untuk mikroorganisme. Dalam perombakan bahan organik ini d ilepaskan unsur-unsur yang diperlukan sebagai hara tanaman dan juga untuk mikroo rganisme. Proses perombakan bahan organik menjadi bentuk ikatan- ikatan yang sed erhana disebut sebagai mineralisasi. Hasil perombakan tersebut adalah air CO2, Nitrogen bebas, ammonia, gas methan beberapa garam mineral sederhana. Perombakan bahan organik dapat berlangsung dalam waktu cepat, tetapi
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
88
sebagian berlangsung dalam waktu lama. Bahan-bahan lignin melapuk lebih lama di bandingkan dengan bahan-bahan yang mengandung protein. Hasil pelapukan bahan organik membantu agregasi tanah sehingga diperoleh struktu r yang mempunyai baik pori makro maupun mikro, dan konsekuensinya memperbaiki in filtrasi air dan aerasi tanah. Infiltrasi dan perkolasi air yang lebih baik ak an mengurangi aliran permukaan dan erosi. Bahan organik bersama liat membentuk agregat-agregat yang lebih mantap terhadap pengaruh menghancurkan oleh air. T anah dengan agregat-agregat yang lebih tahan terhadap penghancuran oleh air, den gan demikian lebih tanah terhadap erosi. Bahan organik memperbesar kemampuan tanah memegang air dan kapasitas tukar katio n tanah. Perbaikan kedua parameter ini berarti mengurangi kemungkinan tercuciny a hara dari tanah. Bahan organik tanah memegang hara tanah cukup kuat sehingga mengurangi kemungkinan terjadinya pencucian, tetapi juga cukup mudah melepas kem bali ion-ion yang dijerap sehingga tersedia untuk tanaman. Bahan organik tanah mengurangi kemungkinan terjadinya kondisi yang lebih ekstrim dalam tanah, misalnya meningkatnya konsentrasi ion-ion karena pemberian pupuk. Konsentrasi ion-ion yang terlalu tinggi dalam larutan tanah dapat menyebabkan ke tidakseimbangan dalam penyerapan hara atau tanaman keracunan. Banyak kompleks humus-liat terjadi di dalam perut cacing dan fauna tanah lainny a/ kontak liat dan bahan organik sangat dekat dan kegiatan mikroorganisme melapu k bahan organik menjadi intensif. Dengan penuaan, pelapukan bahan organik mengha silkan humus dan dengan demikian menghasilkan agregat-agregat yang mantap air. Tanah dari tahi cacing menunjukkan kapasitas tukar kation yang tinggi dari tanah asalnya. Dengan jalan ini adanya cacing meningkatkan kesuburan tanah lapisan paling atas.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
89
Pengaruh Bahan Organik Terhadap Keadaan Tanah Perkembangan perakaran tanaman paling banyak terletak di lapisan olah atau lapis an atas tanah sampai kedalaman 15-30 cm yang mengandung paling banyak bahan orga nik. Bahan organik sangat besar peranannya dalam menyediakan media pertumbuhan dan perkembangan perakaran (Suharajo, et. al. 1986). Bahan organik, terutama yang telah menjadi humus, dengan rasio C/N dima na N 20 dan C 57 %, dapat menyerap air 2-4 x lipat dari bobotnya. Karena kandun gan air tersebut maka humus dapat menjadi penyangga bagi ketersediaan air. Tanah -tanah yang banyak mengandung bahan organik memerlukan air lebih banyak untuk di simpan sebagai persediaan, dengan demikian kelembaban tanah akan terjaga lebih b aik. Bahan organik berbentuk humus dapat menahan hara tanaman menjadi bentuk tidak larut dan tidak mudah tercuci air hujan. Makin tinggi kadar bahan organi k, makin banyak hara tanaman dapat ditahan, sehingga bahan organik dapat berfung si sebagai gudang atau media penyimpanan hara tanaman dan pemupukan (anorganik) yang dilakukan dapat lebih efisien. Bahan organik berfungsi sebagai gudang penyimpanan hara, juga mudah melepaskan h ara tersebut untuk dipakai oleh tanaman. Fosfat yang semula terfiksasi Ca, Fe, dan Al yang tidak dapat diserap tanaman akan menjadi tersedia bila unsur- unsur Ca, Fe, dan Al tersebut diikat bahan organik menjadi organo-complex (kompleks or ganik). Bahan organik dapat menyerap panas tinggi, sebaliknya dapat juga menjadi isolato r panas karena mempunyai daya hantar panas rendah. Karena itu, walaupun permuka an tanah mendapat panas yang tinggi dari sinar matahari, tetapi tanah bagian bawah tidak terlalu terpengaruh. Bahan organik adalah sumber energi atau menjadi bahan makanan bagi banyak jasad mikro yang hidup dalam tanah. Bahan organik segar atau bahan yang belum menjadi humus akan dirombak, dan kehidupan jasad mikro dalam tanah
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
90
menjadi stabil setelah humus terbentuk. Makin banyak bahan organik makin banyak pula populasi jasad mikro dalam tanah. Sifat humus dari bahan organik adalah gembur, bobot isi rendah dan dengan kelemb aban tanah tinggi serta temperatur tanah yang stabil meningkatkan kegiatan jasad mikro tanah, sehingga percampurannya dengan bagian mineral memberikan struktur tanah yang gembur dan remah serta mudah diolah. Struktur tanah yang demikian m erupakan keadaan fisik tanah yang baik untuk media pertumbuhan tanaman. Tanah y ang berstruktur liat, pasir atau tanah yang berstruktur gumpal, bila dicampur de ngan bahan organik akan memberikan sifat fisik yang lebih baik. Butir-butir air hujan yang jatuh ke permukaan tanah mineral mempunyai kekuatan y ang mampu memecah massa dan melemparkan butir-butir tanah yang telah lepas sebag ai erosi percikan (splash erosion). Setelah lapisan tanah atas jenuh air, ru ang-ruang pori tanah cepat tertutup oleh partikel-partikel halus, sehingga air mengalir di permukaan dan membawa partikel-partikel lepas sebagai erosi lapisan permukaan (sheet erosion). Dengan adanya bahan organik di lapisan tanah
atas, sheet erosion dapat dihambat karena bahan organik bertindak sebagai peris ai. Penutupan pori tanah dapat dikurangi karena bahan organik membuat lebih bany ak rongga udara dan struktur tanah lebih mantap sehingga partikel tanah tidak mu dah lepas. Aliran permukaan berkurang karena lebih banyak air dapat meresap ked alam tanah sehingga sheet erosion dapat dihindari. Dengan demikian bahan organi k dapat mengurangi terjadinya erosi. Siklus Bahan Organik Dalam Tanah Jaringan tanaman dirubah menjadi jaringan jasad mikro dan humus melalui proses perombakan yang kemudian membentuk karbon (C). Menurut Yulius, et. al., (1985), melalui mineralisasi humus, CO2 dilepaskan kembali ke udara dan diserap oleh tumbuhan hidup, dan melalui fotosintesa sekali lagi C dirubah ke dalam jaringan tumbuhan.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
91
Senyawa-Senyawa Penting Bahan Organik Tanah Bahan organik yang telah terdekomposisi dengan baik menghasilkan 6 gugus fungsio nal yang memegang peranan penting dalam memperbaiki sifat fisik dan kim ia tanah: 1.
Amin = amonia tersubstitusi
H dalam amonia di ganti oleh gugus alkil (CnH2n+1) atau Aril (aromatik Hn-1). 2.
Gugus Karbonil (C = O) HCHO ( Formaldehida)
CH3CHO (Asetaldehida) O CH3C – CH3 (Dimetil Keton = Aseton) O CH3C – CH2CH3 (Metil Etil Keton) O 3.
Gugus Hidroksil ( -OH)
CH3CH2OH
Alkohol Primer
CH3 CHOH
Alkohol Sekunder
Cn
CH3 4.
Enol
OH terikat pada karbon berikatan rangkap - C : : C : O : H
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 5.
92
Gugus Karboksil ( - C – OH)
Gugus karboksil adalah gabungan dari gugus karbonil dan hidroksil O
O
RC – O : H
+ : O : H
RC – O : - + H : O : H+
H 6.
H Asam Amino
O R – CH – C – OH NH2
Siklus Bahan Organik Dalam Tanah Jaringan tanaman dirubah menjadi jaringan jasad mikro dan humus melalui proses p erombakan yang kemudian membentuk karbon (C). Menurut Yulius,dkk., (1985), mela lui mineralisasi humus, CO2 dilepaskan kembali ke udara dan diserap oleh tumb uhan hidup, dan melalui fotosintesa sekali lagi C dirubah ke dalam jar ingan tumbuhan.
Nisbah Karbon-Nitrogen dan Perombakan Bahan Organik Adanya nisbah C/N (Nisbah dan jumlah C terhadap jumlah N) dan laju perombakan ja ringan tanaman terhadap hubungan yang konsisten. Variasi nisbah C/N terutama di sebabkan oleh variasi kandungan N-protein diantara berbagai tanaman atau perbed aan tingkat kematangan pada suatu tanaman. Konsentrasi N dalam tanah berkisar dari terkecil 0,25% pada jaringan tua tanaman sampai lebih dari 3 % pada jaringa n sukksulen muda. Jika kita mengganggap kandungan kadar N tersebut di atas mem berikan nisbah C/N yang berkisar dari 17/1 (rendah) sampai 200/1 (tinggi). Kebanyakan nisbah C/N jaringan tanaman terletak dalam kisaran ini.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
93
Jaringan tanaman yang mempunyai nisbah C/N rendah cenderung dirombak lebih cepat dibandingkan dengan bahan tanaman yang mempunyai nisbah C/N tinggi. Hal ini di sebabkan oleh dua hal: 1. Bahan tanaman yang mempunyai nisbah C/N rendah mengan dung tinggi N dan 2. Bahan tanah tersebut mengandung lebih besar proporsi C dal am bentuk senyawa-senyawa sellulosa dan lignin yang lebih tahan terhadap pelapuk an. Pada bahan dengan nisbah C/N tinggi keadaan adalah sebaliknya. Akibatnya j asad yang mengerang bahan dan nisbah C/N rendah sekurang-kurangnya pada awal pro ses perombakan tidak diatasi baik oleh kekurangan N atau C tersedia. Jasad mengg unakan C dengan cepat, laju penggunaan C menentukan laju perombakan, sebaliknya jasad hidup yang mengerang pada bahan tanaman dengan C/N tinggi di batasi oleh k andungan N dan C yang tersedia. Kekurangan N dapat diatasi dengan menambahkan g aram-garam N dalam proses pelapukan. Namun hal ini tidak akan ketersediaan C, karena C tetap berada dalam bentuk yang tahan perombakan, dengan demikian dapat dikatakan bahwa sedikit sekali yang dapat dilakukan untuk mempercepat laju perombakan dari bahan tanah yang mempunyai nisbah C/N tinggi (Yulius, et. al., 1985).
Pengelolaan Bahan Organik Bahan organik ada yang cepat melapuk dan ada yang lambat. Kecepatan melapuk san gat berhubungan dengan komposisi kimia bahan organik tersebut. Bahan organik ya ng mempunyai rasio C/N yang tinggi (jadi kadar Nitrogennya relatif rendah diband ingkan dengan karbon), atau yang mengandung banyak polifenol lambat melapuk, jad i lambat melepas hara ke tanah dan tanaman. Bahan organik ini digolongkan seba gai berkualitas rendah. Penggunaan bahan organik yang mempunyai C/N tinggi da pat menyebabkan immobilisasi hara oleh mikroorganisme sehingga tanaman menjadi k ekurangan hara, khususnya Nitrogen. Namun demikian, hara yang diimmobilisas i ini dilepaskan kembali ke tanah kemudian bila mikroorganisme yang bersangkutan mati dan jaringannya mengalami penguraian.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
94
Bahan organik kualitas tinggi melapuk dengan cepat. Bahan organik ini c ocok digunakan sebagai sumber hara untuk dapat digunakan tanaman yang pertumbuha nnya lebih cepat. Sinkronisasi waktu pemberian dan cara pemberian bahan organi k diperlukan agar hara-hara yang dilepas dari bahan organik dapat diserap seban yak-banyaknya oleh akar tanaman. Pencampuran bahan organik dengan tanah
mempercepat pelapukan bahan organik, jadi pelepasan hara dari bahan organik ke t anah. Bahan Organik dan Pengolahan Tanah Pengolah tanah menyatakan bahwa tanah yang mudah dikerjakan adalah tanah yang mu dah diolah. Tanah yang mengandung bahan organik yang baik adalah tanah yang mud ah diolah. Para ahli tanah berpendapat bahwa tanah mudah diolah sebagai variab el yang berarti mudah diremuk atau dilumat. Partikel tanah terikat bersama dala m bentuk kepingan-kepingan kecil dalam bentuk tumpukan atau granular. Kondisi ta nah sebelum diolah dapat ditentukan melalui peremukan tanah yang menunjukkan jen uh tidaknya tanah, sehingga dapat atau belum diolah. Pengelolaan tanah yang bijaksana berusaha memperkaya bahan organik tanah. Dengan menambah bahan organik, tanah mempunyai daya memegang air, daya memega ng hara yang lebih baik, disamping mempunyai struktur yang lebih kondusif untuk perkembangan akr, dan menambah ketahanan tanah terhadap erosi. Hara-hara tanaman dilepas secara berangsur-angsur dari bahan organik sehingga dapat dimanfaatkan lebih baik oleh tanaman. Menambah bahan organik tanah berarti menambah unsur-uns ur hara dalam bentuk organik di dalam tanah, jadi mengurangi kemungkinan tercuci nya hara-hara tersebut dibandingkan hara-hara yang diberikan dalam bentuk pupukpupuk anorganik. Meletakkan bahan orgganik di atas tanah sebut, jadi memperlambat pelepasan hara an organik digunakan sebagai mulsa, diperlukan untuk mencukupi kebutuhan tas
memperlambat pelapukan bahan organik ter ke tanah dan tanaman. Jadi, kalau bah maka penambahan pupuk lebih hara tanaman. Bahan organik kuali
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
95
rendah cocok digunakan sebagai bahan mulsa diatas permukaan tanah karena lama be rtahan sebagai penutup tanah. Mulsa berguna untuk memelihara kelembaban tanah, melindungi penghancuran tanah oleh hujan yang jatuh dan membatasi erosi tanah. Penjelasan tentang bahan organik, humus dan yang berkaitan dengan proses pembent ukannya dapat memberikan pengertian yang luas berkaitan dengan fungsi tanah seba gai media. Kita dapat membuat matrix dalam berbagai hal sesuai dengan sifat-sifat tanah dan produksi pertanian.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
96
A. Indikator Penilaian Penilaian dalam penugasan pada modul 7 ini didasarkan pada hasil kerja peroranga n. Penilaian pada bagian ini mencakup 10 % dari nilai akhir.
B. Contoh Latihan dan Tugas Buatlah makalah perorangan tentang perbaikan sifat fisik dan kimia tanah.
peranan
bahan
organik
terhadap
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
97
BAB III. PENUTUP Bahan organik berperan dalam perbaikan sifat fisik, biologi dan kimia tanah. Sumber bahan organik dapat berupa sisa jaringan tanaman yang melapuk, kot oran binatang yang ada dalam tanah dan pelapukan organism yang telah ma ti.bahan organic yang utama adalah humus. Humus yang memperbaiki sifat tanah l ainnya termasuk sifat fisik, kimia tanah. Sumber bahan organik terbesar adalah tumbuhan. Tumbuhan tidak saja sebagai sumber bahan organik tanah, tetapi sebagai sumber bahan organik dari seluruh makhluk hidup. Bahan organik berperan dalam menjaga kelembaban tanah, menyangga hara tanaman, m enstabilkan temperatur tanah, memperbaiki aktivitas mikroorganisme, memperbaiki struktur tanah, dan mengurangi terjadinya erosi. Kadar bahan organik dan nitrogen di dalam tanah dipengaruhi oleh kedala man tanah, iklim, tekstur tanah, dan drainase. Akhirnya kita menyadari bahwa bahan organik ternyata mempunyai keunggulan dalam memperbaiki potensi tanah dan hasil tanaman.
Sumber pustaka: 1. Foth, H.D. 1990. Fundamentals of Soil Science. 8Ed. John Wiley & Sons. New York. 2. Hakim, Nurhajati dkk. 1986. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. UNILA: Lampung 3. Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah. Akademika Pressindo. Jakarta.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
98
MODUL 8
SIFAT BIOLOGI DASAR BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ecara fisik, tanah tersusun bahan mineral dan bahan organik dalam berbagai ukura n. Partikel mengisi matriks tanah sekitar 50% ruang pori, dan sisanya diisi air dan udara. Hal ini membentuk sistem 3 fase yaitu padatan, cair dan gas. Hampir di semua penggunaan tanah sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat fisik tanah.
B. Ruang Lingkup Isi Modul ini mencakup bahasan tentang sistem 3 fase, sifat fisik tanah diantaranya:
tekstur, bulk density, porositas, struktur dan agregat serta warna tanah.
C. Sasaran Pembelajaran Modul Modul ini diharapkan dapat membantu mahasiswa dalam memahami sifat-sifat fisik d asar dari tanah.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
99
BAB II. PEMBAHASAN Belum semua petani memahami pentingnya dan gunanya aspek biologi tanah dan merek a juga kurang menyadari keberadaan tanaman maupun binatang-binatang tersebut dal am tanah. Salah satu sebab adalah sebagian besar binatang-binatang tersebut me rupakan mikroba yang hanya dapat dilihat melalui mikroskop. Perombakan bahan org anik menjadi humus dilakukan oleh mikroorganisme. Mikroorganisme tersebut menyer ap nitrogen bebas dari tanah dan udara, yang kemudian menghubungkannya dengan el emen lain dalam bentuk yang tersedia bagi tanaman tinggi. Manusia (petani) tida k dapat melakukan hal ini kecuali bakteri yang merubah bentuk nitrogen bebas dal am bentuk yang dapat larut dalam air. Didalam tanah hidup berbagai jenis mikroorganisme yang dapat dibedakan menjadi f lora dan fauna baik makro maupun mikro. Organisme tersebut ada yang bermanfaat dan ada pula yang mengganggu pertumbuhan tanaman. Berikut penjelasan masing-ma sing bagian tersebut : Makrofauna (Gambar 1) , dapat dibedakan menjadi : 1. Hewan-hewan besar pelubang tanah 2. Cacing tanah 3. Arthropoda 4. Moluska (gastropoda) Cacing tanah
Cacing tanah makan bahan organik mati sisa hewan atau tanaman, tidak makan veget asi hidup. Bahan organik dan tanah halus yang dimakan cacing kemudian dikeluar kan sebagai kotoran (ekskresi) atau casting yang berupa agregat-agregat berbentu k granular dan tahan terhadap pukulan air hujan serta banyak mengandung unsur ha ra yang tersedia bagi tanaman. Spesies cacing utama adalah : Helodrilus caligin osus (cacing kebun), Helodrilus foetidus (cacing merah) dan Lumbricus terrestris (cacing malam).
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
100
Arthropoda dan Mollusca 1.
Crustacea
2.
Chilopoda
3.
Arachnida
4.
Inscect
Jenis arthropoda memakan sisa tumbuhan yang membusuk dan membantu memperbaiki ta ta udara tanah dengan membuat lubang kecil pada tanah. Namun ada beberapa diant aranya yang bersifat mengganggu tanaman karena makan tumbuhan yang hidup. Jeni s moluska yang hidup di atas tanah yang penting adalah bekicot.
Gambar 1 Organisme tanah
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
101
Mikrofauna; Protozoa dan Nematoda Protozoa (Gambar 2) merupakan hewan bersel satu yang makan bakteri sehingga dapa t menghambat daur ulang unsur-unsur hara ataupun menghambat berbagai pro ses dalam tanah yang melibatkan bakteri. Ada tiga jenis protozoa yaitu Amoeba, Flagellata dan Chiliata. Nematoda adalah cacing yang sangat kecil seperti benan g, tidak berbuku-buku. Nematoda dibagi 3 yaitu : (1) Pradaceous, (2) Parasitik , (3) Omnivorous. Nematoda parasit dapat menyerang semua jenis tanaman.
Gambar 2 Protozoa dan algae
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
102
Makroflora Akar-akar tanaman mempengaruhi keseimbangan hara tanah akibat penyerapan unsur-u nsur hara oleh akar-akar tersebut. Disamping itu akar juga mempunyai peng aruh langsung terhadap ketersediaan unsur hara karena dapat membentuk asam- asam organik di permukaannya yang dapat meningkatkan kelarutan unsur hara. Ketersedi aan unsur hara sangat dipengaruhi oleh bahan-bahan yang dikeluarkan oleh akar da n aktivitas mikroorganisme di rhizosphere. Mikroflora Mikroflora dalam algae. Bakteri, anah yang mantap mudah larut dalam
tanah antara lain : bakteri, fungi, actinomycetes, dan fungi dan aktinomisetes membantu pembentukan struktur t karena kemampuannya dalam mengeluarkan zat perekat yang tidak air.
Bakteri Bakteri dapat dibagi menjadi 2 yaitu : 1. Autotrof, menghasilkan makanannya sendiri dari bahan anorganik misal nya melalui fotosintesis 2. Heterotrof, mendapatkan makanannya dari bahan organik yang telah ada
Bakteri-bakteri tersebut kemudian dibagi menjadi : 1. i
Bakteri fotoautotrof, menggunakan energi dari sinar matahari dan karbon dar
CO2 udara untuk mendapatkan makanannya
2. Bakteri fotoheterotrof, menggunakan energi dan sinar matahari dan karbon da ri bahan organik untuk mendapatkan makanannya 3. Bakteri Chemoautotrof, menggunakan energi dari hasil oksidas i bahan anorganik seperti N, S, Fe dan karbon dari udara untuk makanannya.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
103
4. Bakteri Chemoheterotrof, menggunakan energi dan karbon dari bahan organik u ntuk makanannya.
Fungi 1. Parasitik 2. Saprofitik 3. Simbiotik
Mycorhiza, yang berarti jamur akar adalah assosiasi simbiosis mycelia fungi deng an akar tanaman tertentu (Gambar 3). Mikoriza membantu tanaman induk menyerap u nsur hara tertentu. Mikorisa ada dua macam yaitu mikorisa ektotropik dan mikorisa endotropik.
Aktinomisetes Secara taksonomi dan morfologi dapat digolongkan menjadi fungi atau bakteri. Dic irikan oleh miselia yang bercabang-cabang seperti fungi. Aktinomisetes dapat m emproduksi antibiotik seperti streptomycin, aeromycin, tetramycin, dan neomycin. Fungsi utama actinomycetes adalah dalam dekomposisi bahan organik terutama selu losa dan jenis bahan organik lain yang resisten.
Algae Algae (Gambar 2) mempunyai klorofil dan terdiri dari green algae, blue green algae, yellow green algae dan diatomae. Berkembang biak pada tanah subur dan l embab. Blue green algae dapat mengikat N udara. Pada tanah sawah yang tergenan
g, algae membantu mempertahankan jumlah N dalam tanah dengan menggunakan N dari udara.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
Gambar 3 Beberapa bentuk fungi
104
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
105
A. Indikator Penilaian Penilaian dalam penugasan pada modul 8 ini didasarkan pada hasil kerja kelompok. Penilaian pada bagian ini mencakup 5 % dari nilai akhir. B. Contoh Latihan dan Tugas Jelaskan sifat-sifat biologi tanah dasar. Buatlah dalam bentuk makalah dan dipr esentasikan secara berkelompok.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
106
BAB III. PENUTUP Kehidupan mikroorganisme di dalam tanah sangat penting untuk dipahami mahasiswa dalam memahami sifat biologi tanah dasar. Mikroorganisme hidup dalam t anah dalam bentuk mikroflora dan makrofauna. Aktivitas kehidupan mikroorganism e dalam tanah akan mempengaruhi sifat tanah lainnya yaitu sifat fisik dan sifat kimia tanah. Sumber pustaka: 1. Foth, H.D. 1990. Fundamentals of Soil Science. 8Ed. John Wiley & Sons. New York. 2. 3.
Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah. Akademika Pressindo. Jakarta. Singer, M.J. and D.N. Munns. 1991. Soils An Introduction. 2nd. Macmilan
Publishing Company. New York.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
107
MODUL 9
KESUBURAN TANAH DAN PEMUPUKAN BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang esuburan tanah adalah kemampuan tanah dalam meyediakan hara untuk pertumbuhan ta naman. Beberapa faktor yang berpengaruh terhadap kemampuan tanah menyediakan h ara untuk tanaman adalah mineralogi tanah, kapasitas tukar kation tanah, bahan organik tanah, populasi mikro organisme tanah.
B. Ruang Lingkup Isi Modul ini mencakup bahasan tentang konsep tanah subur, parameter indika tif kesuburan tanah. C. Sasaran Pembelajaran Modul Modul ini diharapkan dapat membantu mahasiswa dalam memahami tentang kes uburan tanah.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
108
BAB II. PEMBAHASAN Kesuburan alamiah sutau tanah bergantung pada banyak sedikitnya hara yang dapat diberikan oleh bahan induk. Penyedian ini tidak dapat bertahan lama dalam sistem kesuburan tanah diakibatkan banyaknya kebocoran yang terjadi. Oleh karena itu s istem kesuburan tanah harus dijaga dan tingkatkan. Usaha-usaha yang dapat dilaku kan dalam menjaga sistem kesuburan tanah, yaitu: 1. Mengurangi air perkolasi 2. Mengurangi laju erosi 3. Mengurangi penguapan unsur hara essensial 4. Mengurangi perubahan unsur hara tersedia menjadi unsur hara tak tersedia 5. Mengurangi kebocoran hara pada saat panen 6. Melakukan usaha pemupukan Pupuk adalah suatu bahan yang digunakan untuk memperbaiki kesuburan tanah, sedan gkan pemupukan adalah penambahan bahan tersebut ke tanah agar tanah menjadi lebi h subur. Oleh karena itu, pemupukan pada umumnya diartikan sebagai penambahan z at hara tanaman ke dalam tanah. Dalam arti luas pemupukan sebenarnya juga term asuk penambahan bahan-bahan yang dapat memperbaiki sifat- sifat tanah misalnya p emberian pasir pada tanah liat, penambahan tanah mineral pada tanah organik, pen gapuran dan sebagainya yang disebut ameliorasi. Sebelum membicarakan berbagai bahan pupuk, sangat perlu memperhatikan pemakaian unsur-unsur pupuk (nitrogen, fosfor dan kalium) secara tepat karena berkaitan de ngan ekonomi dan keefektifan pemupukan. Sebaiknya unsur yang diberikan merupak an tambahan bagi unsur yang sudah ada dalam tanah, sehingga jumlah keseluruhan N , P dan K yang tersedia bagi tanaman berada dalam perbandingan yang tepat. Pada waktu bersamaan ketersediaan unsur esensial lainpun harus baik. Secara singkat, keseimbangan kesuburan secara menyeluruh
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
109
harus sedemikian rupa sehingga dapat menunjang pertumbuhan tanaman yang lebat da n normal. Klasifikasi Pupuk Klasifikasi pupuk telah banyak dilakukan oleh para ahli untuk membedakan, jenis, bahan asal dan cara/sifat kerjanya, yaitu: Klasifikasi pupuk berdasarkan sifat kerja: 1. Pupuk langsung: pupuk-pupuk yang mengandung unsur hara tanaman dan pengaruh nya langsung kepada tanaman, seperti pupuk N,P,K dan lain- lainnya, juga termas uk pupuk cair. 2. Pupuk tidak langsung; pengaruh utama adalah terhadap tanah, tetapi juga men gandung unsur hara, seperti pengapuran dan penambahan bahan organik. Klasifikasi pupuk berdasarkan kecepatan kerja 1. Pupuk yang kerja cepat ( fast acting/fast release): pengaruhnya cepat terli hat, contohnya pupuk yang bersifat higroskopis 2. Pupuk yang kerja lambat (slow acting/slow release): pupuk-pupuk yan g efektif hanya setelah terjadi perubahan dalam tanah. Klasifikasi berdasarkan tipe senyawa kimia 1.
Pupuk organik
2. Pupuk anorganik atau pupuk mineral: mengandung satu atau lebih senyawa anor ganik. Klasifikasi berdasarkan menurut jumlah unsur hara 1. Pupuk tunggal: pupuk yang hanya mengandung satu macam unsur hara essensial.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
110
2. Pupuk majemuk: pupuk yang mengandung beberapa unsur hara, contoh pu puk NPK. Klasifikasi menurut jumlah yang dibutuhkan
1. Pupuk hara makro (major nutrient fertilizers): pupuk yang mengandun g unsur hara makro, yaitu: N,P,K, Ca, Mg, S dan diberikan dalam jumlah yang lebi h besar dibandingkan pupuk mikro. 2. Pupuk hara mikro: pupuk yang mengandung unsur mikro serta dibutuhkan dalam jumlah kecil. Klasifikasi menurut keadaan fisik 1.
Pupuk padat, contohnya: urea, TSP, KCl dan lain-lain.
2.
Pupuk cair
3.
Pupuk gas; amoniak dan gas belerang
Dasar-Dasar Pemupukan Dalam melakukan pemupukan ada beberapa hal yang penting diperhatikan yaitu ; 1. Tanaman-tanaman yang akan dipupuk Penggunaan unsur hara oleh tanaman Sifat -sifat akar 2. Jenis tanah yang akan dipupuk 3.
Jenis pupuk yang akan digunakan
4.
Dosis (jumlah)pupuk yang diberikan
5. 6.
Waktu pemupukan Cara pemupukan Broadcast (disebar) Sideband
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah In the row Top dressed atau side dressed Pop up Foliar application
Cara penyimpanan pupuk
111
Hal penting diperhatikan dalam menyimpan pupuk : 1.
Suhu gudang janan terlalu tinggi
2.
Kelembaban
3.
Tumpukan jangan terlalu tinggi, max 20 karung
4.
Jangan mencampur pupuk dalam satu tempat, harus dipisahkan.
Pupuk Organik Usaha lain yang dapat dilakukan untuk meningkatkan kesuburan tanah adal ah dengan pemberian pupuk organik atau pupuk kandang. Kandungan unsur hara dalam pupuk kandang tidak terlalu tinggi, tetapi jenis pupuk ini mempunyai keistimewaan lain yaitu dapat memperbaiki sifat-sifat fisik tanah seperti permeabilitas tanah, porositas tanah, struktur tanah, daya menahan air dan kation- kation tanah dsb. Pupuk kandang Hal penting yang diperhatikan dari pupuk kandang yaitu sifat-sifat pupuk kandang olehkarena tiap jenis hewan yang dipelihara menghasilkan pupuk kandang dengan s ifat yang berbeda-beda. Kandungan unsur hara pukan juga ditentukan oleh makanan ternak/hewan yang diberikan.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
112
Pupuk hijau Pupuk hijau dapat diartikan sebagai hijauan muda dan dapat sebagai penambah N da n unsur-unsur lain, atau sisa-sisa tanaman yang dikembalikan ke tanah. Pupuk h ijau sebagai pengganti pupuk kandang apabila pupuk kandang sedikit, sedangkan ta nah sangat memerlukan pupuk organik. Pupuk hijau umumnya berupa tanaman legumi nosa dan sering ditanam sebagai tanaman sela atau sebagai tanaman rotassi untuk memanfaatkan waktu sehingga tanah tidak diberakan. Tanaman pupuk hijau harus me menuhi syarat-syarat sbb: 1.
Cepat tumbuh dan banyak menghasilkan bahan hijauan
2.
Sukulen, tidak banyak mengandung kayu
3.
Banyak mengandung N
4.
Tahan kekeringan
5.
Bila sebagai tanaman sela maka dipilih jenis yang tidak merambat
Kompos Selain pukan dan pupuk hijau, dalam penyedian pupuk organik dapat digunakan komp os. Kompos adalah bahan organik yang dibusukkan pada suatu tempat yang terlindu ng dari matahari dan hujan, diatur kelembabannya dengan menyiram air bila terlal u kering. Pupuk organik buatan Pupuk organik buatan adalah pupuk organik yang dibuat dengan teknologi tinggi se hingga dihasilkan pupuk yang bersifat organik tetapi dengan bentuk fisik dan car a kerja seperti pupuk kimia (anorganik). Pupuk ini dapat memperbaiki sifat fis ik tanah dan biologi tanah dan dapat menyediakan unsur hara lebih cepat dan lebi h efektif seperti pupuk kimia.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
113
Pupuk daun Pupuk daun adalah pupuk anorganik yang cara pemberiannya dilakukan dengan penyem protan ke daun. Kelebihan pupuk daun dibandingkan dengan pupuk akar adalah pen yerapan hara melalui mulut daun (stomata) berjalan cepat, sehingga perbaikan tan aman cepat terlihat. Unsur hara itu, unsur hara yang diberikan lewat daun hampi r seluruhnya dapat diambil tanaman dan tidak menyebabkan kelelahan atau kerusaka n tanah. Kekurangan pupuk yang diberikan lewat daun adalah bila dosis yang dib erikan terlalu besar, maka daun akan rusak. Kecuali itu, pupuk daun tidak dapat diberikan pada tanaman yang dikonsumsi daunnya (misalnya sayuran) atau buah yan g berkulit tipis (tomat). Harga pupuk daun lebih mahal daripada pupuk akar dan pemeberiannya memerlukan alat khusus. Pengapuran Dalam upaya meningkatkan kesuburan tanah, pemberian kapur juga termasuk dalam pe rbaikan kesuburan tanah. Pengapuran berguna untuk : 1.
Menaikkan pH tanah
2.
Menambahkan unsur Ca, Mg
3.
Menambah ketersediaan unsur-unsur P dan Mo
4. Mengurangi keracunan Fe, Mn dan Al 5. Memperbaiki kehidupan mikroorganisme dan memperbaiki pembentukan bintil- b intil akar
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
114
A. Indikator Penilaian Penilaian dalam penugasan pada modul 9 ini didasarkan pada hasil kerja peroranga n dan kelompok. Penilaian pada bagian ini mencakup 15 % dari nilai akhir. B. Contoh Latihan dan Tugas 1.
Apa yang dimaksud dengan tanah yang subur?
2.
Kapan tanah perlu dipupuk?
Buatlah dalam bentuk makalah dan dipresentasikan secara berkelompok.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
115
BAB III. PENUTUP Tanah yang subur berarti tanah yang sanggup mendukung pertumbuhan tanaman dengan baik. Sifat kesuburan tanah akan sangat tergantung pada sifat tanah lainnya te rmasuk sifat fisik, kimia dan biologi tanah. Tanah yang subur dapat diketahui melalui indicator tanaman. Pertumbuhan tanaman yang baik menjadi pertanda tanah tersebut cukup mendukung pertumbuhan tanaman dan hal ini berarti tanah tersebut subur.
Sumber pustaka: 1.
Foth, H.D. 1990. Fundamentals of Soil Science. 8Ed. John Wiley & Sons. New
York. 2.
Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah. Akademika Pressindo. Jakarta.
3. Tisdale, S. L, Nelson, W. L. and Beaton, J. D. 1990. Soil Fertility and Fertilizers.
4th ed. Macmillan Publishing Company. New York.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
116
MODUL 10
KLASIFIKASI TANAH BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang anah dari satu tempat ke tempat lain berbeda-beda. Perbedaan tanah sanga t ditentukan perbedaan karakteristik tanah sehingga dikelompokkan dalam kelas be rbeda. Sistem klasifikasi di dunia cukup banyak, namun yang banyak digunakan saat ini adalah sistem klasifikasi menurut Soil Taxonomy ( USDA, 1975). Sistem klasifikasi yang digunakan berdasarkan faktor pembeda dan ho rison diagnostic (epipedon, sub-surface dan sifat penciri lainnya).
B. Ruang Lingkup Isi Modul ini mencakup bahasan tentang sistem klasifikasi tanah dan jenis-jenis tan ah utama dunia. C. Sasaran Pembelajaran Modul Modul ini diharapkan dapat membantu mahasiswa dalam memahami klasifikasi tanah.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
117
BAB II. PEMBAHASAN Sifat tanah berbeda-beda, baik warna, tekstur dan sifat lainnya. Kita akan meng enal tanah yang berwarna hitam, merah atau bertekstur pasir, debu, liat dan lain -lain sehingga sangat penting bagi kita untuk mengelompokkan tanah-tanah tersebu t ke dalam suatu kelompok tertentu atau perlu untuk diklasifikasikan aga r dapat dibedakan satu sama lainnya. Pengkelasan ini sangat penting art inya dalam penentuan pengelolaan tanah sehingga tanah dapat tepat penggunaan da n manajemennya. Sistem klasifikasi tanah yang dikenal di Indonesia cukup beragam, namun yang ser ing digunakan adalah 3 sistem yaitu : 1.
Pusat Penelitian Tanah Bogor
2.
FAO/UNESCO
3.
USDA yang dikenal sebagai SOIL TAXONOMY (1975)
Sistem Pusat Penelitian Tanah Bogor Sistem ini merupakan hasil modifikasi dari sistem Dudal-Soepraptohardjo (1957) o leh Pusat Penelitian Tanah di Bogor pada tahun 1978-1982 (Tabel 1). Sistem ini h
anya berlaku di Indonesia, tetapi sistem ini memiliki kesamaan dengan sistem yan g berkembang di Amerika Serikat yang dipopulerkan oleh Baldwin, Kellog, dan Thr op, (1938), serta Thorp dan Smith (1949) dengan beberapa modifikasi. Modifikasi yang dilakukan oleh Pusat Penelitian Tanah meliputi; penghilangan war na tanah sebagai kriteria penciri pada kategori Macam. Hal Ini dikarenakan war na tanah tidak memperlihatkan sifat lain yang nyata dari tanah. Selain itu ter jadi perubahan nama tanah dari Podsolik Merah Kuning menjadi Podsolik, Hidrosol dan Tanah Sawah dihilangkan dalam sistem klasifikasi tanah.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
118
Tabel 1 Klasifikasi Tanah Dudal-Soepraptohardjo dan PPT Dudal-Soepraptohardjo (1957) Tanah aluvial (endapan, alluvial soil) Modifikasi PPT (1978-1982) Tanah aluvial Andosol Tanah Hutan Coklat (Brown Forest Soil) Kambisol Grumusol Latosol Litosol
Andosol
Grumusol Kambisol, Latosol,Lateritik Litosol Mediteran Mediteran Organosol Organosol Podsol Podsol P odsolik Merah Kuning Podsolik Podsolik Coklat Kambisol Podsolik Coklat Kelabu Podsolik Regosol Regosol Renzina Renzina
Sistem FAO/UNESCO Sistem ini dikembangkan oleh badan Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB), utamanya ol eh FAO dan UNESCO dalam rangka pembuatan peta tanah dunia bersekala 1:5.000.000. Sistem ini dibagi dalam 2 kategori, dimana kategori pertamanya seta ra dengan great soil grup dan kategori kedua setara dengan subgroup dalam Takson omi Tanah USDA. Sistem USDA Sistem yang dikembangkan oleh Amerika Serikat dengan nama Soil Taxonomy (1975) menggunakan 6 kategori yaitu Ordo (Tabel 2), Sub-ordo, Great Soil Group,
Subgroup, Family dan Seri.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
119
Tabel 2 ORDO TANAH menurut sistem Soil Taxonomy beserta sifat pencirinya masing - masing ORDO HORISON PENCIRI
PENCIRI UTAMA SIFAT PENCIRI LAIN
ENTISOL INCEPTISOL ALFISOL ULTISOL OXISOL SPODOSOL MOLLISOL ARIDISOL VERTISOL HI STOSOL ANDISOL GELISOL Epipedon okrik, histik Horison kambik Horison argilik Horison argilik Horison ok sik Horison spodik Epipedon molik Epipedon histik >40cm Kejenuhan basa >35% Kejenuhan basa <35% KB seluruh solum >50% Regim kelembaban aridik Sifat vertik Sifat andik Sifat gelik (membeku sepanjang tahun)
Horison penciri Untuk keperluan klasifikasi maka dikenal 3 horison penciri yakni :
1.
Epipedon/horison permukaan
2.
Horison penciri bawah
3.
Horison penciri lainnya/sifat penciri lainnya
Epipedon 1.
Epipedon mollik
2.
Epipedon umbrik
3.
Epipedon histik
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 4.
Epipedon okrik
5.
Epipedon plaggen
6.
Epipedon anthropik
120
Horison penciri bawah 1.
Horison Agrik, terdapat akumulasi debu, liat dan humus
2.
Horison Albik, horizon berwarna pucat, horizon E
3.
Horison Argilik, horizon penimbunan liat
4.
Horison Kalsik, tebal >15cm dan mengandung CaCO3 atau MgCO3 sekunder
5. k
Horison Kambik, warna lebih merah, indikasi lemah ada argilik atau spodi
6.
Horison Gipsik, banyak mengandung gipsum
7.
Horison Natrik, argilik yang banyak mengandung Na
8. an
Horison KTK
Oksik,
tebal>30
cm,
KTK
<16cmol/kgliat
d
eff<12cmol/kgliat, mineral mudah lapuk <10% 9.
Horison Petrokalsik, horizon klasik yang mengeras
10.
Horison Petrogipsik, horizon gipsik yang mengeras
11. 12.
Horison Salik,, tebal>15 cm dan banyak mengandung garam-garam mudah larut Horison Sombrik, horizon berwarna gelap, sifat seperti epipedon u
mbrik, iluviasi humus tanpa Al 13. Horison Spodik, horison iluviasi seskuioksida bebas dan bahan organik 14.
Horison Sulfurik, horison banyak mengandung sulfat masam, pH <3,5
15. Horison Kandik, seperti argilik, tetapi KTK<16cmol/kgliat, KTKeff< 12 cmol/kgliat 16. Horison Plakik, padas tipis dari besi dan Mn
Sifat penciri lain 1. 2. 3. 4.
Konkresi Padas Sifat andik Duripan
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.
121
Fragipan Kontak litik Kontak paralitik Plintit Kontak densik Regim kelambaban tanah Regim temperatur tanah
Perbandingan ke tiga sistem klasifikasi dari PPT Bogor, FAO/UNESCO dan USDA/Soil Taksonomi tercantum dalam Tabel 3 berikut. Tabel 3 Penamaan Tanah menurut sistem FAO, PPT Bogor dan USDA PPT 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 1.
FAO/UNESCO Tanah alluvial Andosol Kambisol Grumusol Latosol Lateritik Litosol Mediteran Organosol Podsol Podsolik Regosol Rendzina Ranker Gleisol Planosol Fluvisol
USDA/SOIL TAXONOMY
2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.
Andosol Cambisol Vertisol Nitosol Ferralsol Lithosol Luvisol Histosol Podsol Acrisol Regosol Rendzina Ranker Gleysol Planosol Entisol, Inceptisol Andisol Inceptisol Vertisol Ultisol Oxisol Entisol Alfisol, Inceptisol Histosol Spodosol Ultisol Entisol Rendoll Entisol Aquic subordo….. Alfisol (Aqualf)
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
122
Contoh nama tanah menurut Sistem Soil Taxonomy : ORDO : ALFISOL SUBORDO: USTALF GREAT GROUP: HAPLUSTALF SUBGROUP: LITHIC HAPLUSTALF FAMILI: Lithic Haplustalf, halus, kaolinitik, isohipertermik SERI: Tamalanrea
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
123
A. Indikator Penilaian Penilaian dalam penugasan pada modul 10 ini didasarkan pada hasil kerj a perorangan dan kelompok. Penilaian pada bagian ini mencakup 5 % dari nilai ak hir. B. Contoh Latihan dan Tugas
Jelaskan jenis-jenis tanah utama di dunia disertai sifat-ifat tanah ter sebut. Buatlah dalam bentuk makalah dan dipresentasikan secara berkelompok.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
124
BAB III. PENUTUP Klasifikasi tanah dimaksudkan untuk membagi jenis-jenis tanah menjadi kelas-kela
s yang mempunyai karakteristik yang sama akan dikelompokkan ke dalam kelas yang sama. Pengklasifikasian tanah sangat bermanfaat dalam memahami karateristik se tiap jenis tanah yang terdapat di dunia.
Sumber pustaka: 1.
Hardjowigeno, S.
2003.
Klasifikasi Tanah dan Pedogenesis.
Pressindo. Jakarta. 2.
Soil Survey Staff. 1992. Kunci Taksonomi Tanah. USDA.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
125
Akademika
MODUL 11
PENGELOLAAN TANAH UNTUK PRODUKSI YANG BERKELANJUTAN BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang embangunan pertanian lahan kering semakin mendapat perhatian akhir-akhir ini, ancaman kekeringan akibat iklim yang kurang menentu, tanah y ang kurang subur dan peka akan erosi, serta terbatasnya modal dan tenaga kerja adalah kendala yang seringkali di hadapi peta ni dan peternak. Mutu sumberdaya lahan tidak menurun akibat kerusakan struktur lahan ( yaitu, pem adatan) atau pembentukan garam, selenium, atau unsur-unsur beracun yang lain; de mikian pula berkurangnya ketebalan topsoil yang mantap akibat erosi, serta berku rangnya kapasitas memegang air. Pengaturan sumberdaya air tersedia harus sesua i dengan kebutuhan tanaman, dan kelebihan air dibuang melalui drainase atau jika tidak sebaiknya banjir pada lahan dihindari. Integritas biologi dan ekologi da ri sistem harus dipelihara melalui pengelolaan sumberdaya genetik tumbuhan dan h ewan, hama tanaman, siklus nutrisi, dan kesehatan hewan. Pengembangan perlawanan dengan pestisida harus dihindarkan. Sistem harus secara ekonomis sehat, mengemb alikan ke produsen adalah suatu keuntungan yang dapat diterima. Harapan sosial dan norma-norma budaya sebaiknya dipenuhi, seperti halnya kebutuhan makanan dan serat bagi populasi.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
126
B. Ruang Lingkup Isi Modul ini mencakup bahasan tentang sistem konsepsi berkelanjutan (ekonomi ekolog i/lingkungan, sosial), implementasi di lapangan, konsep “Zero degradation”, minimun external input, agricultural policy (kesesuaian lahan). C. Sasaran Pembelajaran Modul Modul ini diharapkan dapat membantu mahasiswa dalam memahami pengelolaan tanah b agi produktivitas yang berkelanjutan
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
127
BAB II. PEMBAHASAN
Persyaratan Karakteristik Fisik, Kimia, Dan Biologi Tanah Bagi Pertumbuhan & Pro duktivitas Tanaman Tanah dan air sebagai sumberdaya alam lahan yang terbatas luas dan kualitasnya s erta tidak dapat diperbaharui, sedangkan kehidupan dan kelangsungan hidup manusi a dan seluruh mahluk hidup lainnya sangat tergantung dari hasil eksploitasi tana h dan air. Karena itu tanah dan air yang terbatas ini perlu dikelola secara ben ar, tepat dan efisien secara berkesinambungan dan berkelanjutan agar dapat diman faatkan terus.
Akibat kemajuan pembangunan yang sejalan dengan semakin meningkatnya jumlah pend uduk, semakin meningkatnya tingkat pendapatan dan pengetahuan penduduk, membuat semakin meningkatnya pula tuntutan kebutuhan pangan, gizi, sandang dan papan bai k jumlah maupun kualitasnya. Di lain pihak tanah dan air terbatas keberadaanny a, yang banyak tersedia adalah tanah-tanah yang termasuk lahan marginal ataupun lahan bermasalah. Lahan marginal yang rendah produktivitasnya ataupun lahan bermasalah, bila diusahakan produktivitasnya mampu ditingkatkan, namun membut uhkan input biaya produksi tinggi, termasuk input teknologi serta butuh waktu re latif lama untuk mencapai hasil yang menguntungkan (titik impas = break even poi nt). Inipun bila dikelola secara benar, tepat dan efisien. Tanah dan air adalah salah satu faktor produksi yang sifatnya tidak bergerak dan berfungsi sebagai modal dasar, bila diusahakan selalu berorientasi pada hasil y ang menguntungkan secara berkelanjutan. Hal ini dapat dicapai bila tanah dan ai r dikelola secara benar, tepat dan efisien. Tanah dan air sebagai modal dasar pembangunan untuk berbagai aspek kepentingan, untuk berbagai sektor pembangunan. Untuk itu setiap bidang tanah perlu diatur peruntukan dan pemanfaatannya, yang disesuaikan dengan kemampuan tingkat kesesua ian lahan. Tanah dan air bagian dari lingkungan, untuk itu bagaimana tanah dan air
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
128
digunakan secara optimal dan tetap memperhatikan aspek lingkungan. Kerusakan f ungsi lingkungan dari tanah dan air dapat disebabkan karena kesalahan t eknik pengelolaan tanah dan air. Tanah dan air pada setiap lokasi bervariasi (berbeda) sifat, karakterist ik, bervariasi kemampuannya/produktivitasnya, karena adanya perbedaan faktor pem bentukannya, agar dapat dimanfaatkan secara optimal untuk tujuan penggunaan tert entu diperlukan teknik pengelolaan tertentu pula. Dari tahun ke tahun informasi tentang lahan kritis semakin meluas adalah indikat or adanya pengelolaan tanah dan air yang keliru. (tidak benar, tidak efektif da n tidak efisien). Penggunaan lahan dengan teknik pengelolaan yang keliru akan m enyebabkan produktivitas tanah semakin menurun sampai ke titik hampir tidak mamp u lagi mendukung produksi (kritis) dan akhirnya menjadi tanah rusak jika terus d ikelola secara tidak benar. Hal ini terjadi karena dalam pengelolaanya tanah di perlakukan diluar batas tingkat kemampuan lahan, sekalipun dengan input biaya pr oduksi yang tinggi seperti penterasan dan pengolahan tanah secara mekanis. Kasus banjir dan kekeringan pada beberapa DAS di Indonesia dari tahun ke tahun s emakin meluas dan semakin meningkat frekuensi terjadinya selama setahun. Contoh kasus ini semakin memperkuat alasan bahwa dalam peruntukan dan pemanfaatan laha n tidak dikelola secara benar. tepat dan efisien, termasuk eksploitasi h utan, perladangan dan pertanian dalam arti luas dengan input perlakuan yang terb atas untuk menjaga keawetan fungsi tanah dan air. Kasus kelaparan/kegagalan panen di beberapa negara berkembang ataupun pada negar a miskin adalah indikator adanya kekeliruan pengelolaan tanah dan airyang dipers yaratkan untuk mencapai produksi secara menguntungkan dan berkelanjutan. Tanah dan air yang berfungsi sebagai media tumbuh tanaman harus dipersiapkan k ondisinya untuk mendukung pertumbuhan dan perkembangan tanaman dilakuk an dengan pengelolaan tanah dan air secara benar, tepat dan efisien dengan tekni k tertentu sesuai sifat karakterisitk tanah dan karakteritik jenis komoditi tanaman yang akan diusahakan.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
129
Fungsi tanah dan air sebagai media tempat berlangsungnya siklus air. Siklus air dan siklus hidup mikroorganisme akan terganggu (berubah) bila tanah dan air it u diperuntukkan, dimanfaatkan, diperlakukan melalui penerapan teknik pengelolaan tanah dan air yang digunakan keliru atau tidak benar, tidak tepat dan tidak efi sien dan pada akhirnya menjadi lahan yang tidak lagi produktif dan berdampak ter hadap kerusakan sistem lingkungan. Pendekatan penilaian kelestarian sumberdaya tanah telah dan air banyak mengalami perkembangan dengan melibatkan berbagai fungsi tanah secara holistik; tidak han ya aspek produktivitas pertanian saja. Untuk itu kegiatan penilaian memerlukan tolok ukur yang dapat menggambarkan kecenderungan umum perubahan ko ndisi tanah selama dimanfaatkan. Salah satu tolok ukur penilaian tersebut ada lah kualitas tanah. Kualitas tanah diukur berdasarkan pengamatan kondisi dinamis indikator- indikato r kualitas tanah. Pengukuran indikator kualitas tanah menghasilkan indeks kuali tas tanah. Indeks kualitas tanah merupakan indeks yang dihitung berdasarkan nil ai dan bobot tiap indikator kualitas tanah. Indikator-indikator kualitas tanah dipilih dari sifat-sifat yang menunjukkan kapasitas fungsi tanah. Kualitas tanah berkaitan erat dengan tingkat kesuburan tanah, ya itu kemampuan tanah menyediakan hara untuk pertumbuhan tanaman. Beberapa param eter-parameter kualitas tanah yang perlu dianalisis adalah sebagai berikut: 1.
Keasaman (pH)
Tanah asam dapat mempengaruhi keadaan tanah dan pertumbuhan tanaman. Agar tanah yang bereaksi asam dapat ditanami, maka keasamannya perlu diperkecil, angka pH d iperbesar dengan pemberian kapur. 2.
Nitrogen
Unsur Nitrogen merupakan unsur mutlak yang harus ada dalam tanah dan dibutuhkan dalam jumlah banyak. Unsur Nitrogen (N) mempunyai peranan merangsang pertumbuh an secara keseluruhan dan khususnya batang, cabang dan daun, hijau daun serta berguna dalam proses fotosintesa. Tanah dengan
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
130
kandungan Nitrogen rendah menyebabkan tanaman tumbuh kerempeng dan tersendat-sen dat, daun kering dan jaringan mati. 3.
Bahan Organik (BO)
Tanah yang mengandung Bahan Organik tinggi artinya struktur tanahnya baik, menam bah kondisi kehidupan didalam tanah karena organisme dalam tanah memanfaatkan Ba han Organik sebagai makanan. 4.
Phospor (P)
Posphor berguna untuk merangsang pertumbuhan akar, khususnya akar benih dan tana man muda. Phospor juga berfungsi sebagai bahan mentah untuk pembentukkan protein tertentu, membantu asimilasi, mempercepat bunga, pemasakan biji dan buah. Tan ah yang berkurang Phospornya akan jelek akibatnya bagi tanaman kalau tanaman
berbuah, buahnya kecil dan cepat matang. 5.
Kalium (K)
Unsur Kalium berperan dalam membantu pembentukan Protein dan Karbo hidrat, memperkuat tubuh tanaman agar daun, bunga dan buah tidak mudah gugur. Kalium merupakan sumber kekuatan bagi tanaman dalam menghadapi kekeringan dan pe nyakit. Apabila tanah dengan kandungan unsur kalium rendah menyebabkan daun tan aman keriting, mengerut, timbul bercak merah coklat, mengering lalu mati. 6.
Ca (Kalsium)
Kalsium berperan merangsang pembentukan bulu-bulu akar, mengeraskan batang dan merangsang pembentukan biji dan apabila tanah dengan kandungan Kalsium rend ah maka daun mudah mengalami klorosis. Kuncup-kuncup muda akan mati karena pera karannya kurang sempurna, malahan sering salah bentuk. Kalaupun ada daun yang muncul, warnanya akan berubah dan jaringan dibeberapa tempat pada helai daun akan mati.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 7.
131
Magnesium (Mg)
Tanah dengan kandungan Mg yang rendah menyebabkan daun tua mengalami klorosis d an tampak bercak-bercak coklat. Daun yang semula hijau segar menjadi kekuningan. Daun akan mengering dan kerap kali langsung mati. Pada tanaman berbiji, sangat jelek pengaruhnya bila kekurangan Magnesium. Daya tumbuh biji tidak mantap, mele mah bijinya tampak lemah. Tanah dikatakan subur dan sempurna jika mengandung lengkap unsur-unsur hara sepe rti Nitrogen, Fosfor, Kalium, Calsium, Magnesium, Sulfur, Klor, Ferum, Mangan, t embaga, Zeng, Boron dan Molibdenum. Unsur-unsur tersebut sangat terbatas jumlahn ya dalam tanah atau terkadang tanahpun tidak mengandung unsur- unsur tersebut di atas. Pengelolaan Tanah Dan Air Bagi Produktivitas Tanaman Yang Berkelanjutan Pertanian berkelanjutan atau pembangunan pertanian berkelanjutan pertama kali me njadi pembicaraan dunia pada tahun 1987, tahun 1992 diterima sebagai agenda poli tik oleh semua negara di dunia sebagaimana dikemukakan dalam Agenda 21, Rio de J eneiro. Dalam pertemuan tersebut ditegaskan bahwa pembangunan ekonomi jangka pan jang dapat dilakukan bila dikaitkan dengan masalah perlindungan lingkungan. Per temuan Johanesberg, Afrika Selatan (2-4 September 2002) yang merupakan pert emuan puncak Pembangunan Berkelanjutan (”World Summit On Sustainable Development”) m enegaskan bahwa pembangunan berkelanjutan membutuhkan pandangan dan penanganan j angka panjang dengan partisipasi penuh semua pihak. Secara jelas dinyatakan bahw a pembangunan yang dilaksanakan untuk memenuhi kebutuhan generasi masa kini tanp a harus mengorbankan kebutuhan dan aspirasi generasi mendatang. Di bidang pertan ian diterapkan dengan pendekatan pembangunan pertanian berkelanjutan atau ber wawasan lingkungan, yang dalam pelaksanaannya sudah termasuk aspek pertanian or ganik. Pertanian berkelanjutan memiliki kegiatan yang secara ekonomis, ekologis, dan so sial bersifat berkelanjutan. Berkelanjutan secara ekonomis berarti bahwa suatu
kegiatan pembangunan harus dapat membuahkan pertumbuhan ekonomi, dan
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
132
penggunaan sumberdaya serta lnvestasi secara efisien. Berkelanjutan secara ekolo gis mengandung arti, bahwa kegiatan termaksud harus dapat mempertahankan integri tas ekosistem, mernelihara daya dukung lingkungan, dan konservasi sumberdaya ala m termasuk keanekaragaman hayati (biodiversity). Sementara itu, keberlanjutan se cara sosial mensyaratkan bahwa suatu kegiatan pernbangunan hendaknya dapat menci ptakan pemerataan hasil-hasil pernbangunan, mobilitas. sosial, kohesi sosial, pa rtisipasi masyarakat, pernberdayaan masyarakat, identitas sosial, dan pengembang an kelembagaan. Kerusakan tanah terjadi akibat: 1) Hilangnya unsur hara dan bahan organic di dae rah perakaran; 2) terakumulasinya garam di daerah perakaran (salinisasi), teraku mulasinya unsur beracun bagi tanaman; 3) penjenuhan tanah oleh air (water loggin g); dan 4) erosi. Kemampuan tanah dalam mendukung pertumbuhan tanaman akan berku rang apabila kerusakan tanah oleh satu atau lebih proses tersebut terjadi (Riqui r, 1977). Erosi tanah merupakan masalah kerusakan tanah yang sering terjadi dan ditemui da lam kegiatan pembukaan lahan perkebunan. Pengaruhnya bersifat langsung (on s ite) dan tidak langsung (off site). Pengaruh langsung adalah penurunan p roduktivitas lahan dan produksi tanaman, sedangkan pengaruh tak langsung dapat b erupa siltasi reservoir, saluran dan sungai, penurunan pasokan air, penurunan ka pasitas energi listrik, banjir, kerusakan jalan akibat longsor (landslide), dan lain-lain. Tanah yang tererosi terangkut aliran permukaan yang akan diendapkan di te mpat- tempat yang alirannya melambat atau berhenti di dalam berbagai badan air s eperti sungai, saluran irigasi, waduk, danau atau muara sungai. Endapan tersebut menyebabkan pendangkalan pada badan sungai dan akan mengakibatkan semakin serin g terjadi banjir dan semakin dalam banjir yang terjadi. Berkurangnya infiltrasi air ke dalam tanah menyebabkan berkurangnya pengisian kembali air bawah tanah ya ng berakibat tidak ada air masuk ke sungai pada musim kemarau. Dengan demikian peristiwa banjir di musim hujan dan kekeringan di musim kema rau merupakan peristiwa lanjutan yang tidak terpisahkan dari peristiwa erosi. Selain itu
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
133
peristiwa tercucinya unsur hara yang menyebabkan eutrofikasi menjadi salah satu penyebab lain dari proses erosi. Kerusakan sumber air terjadi berupa hilangnya atau mengeringnya mata air berhubu ngan erat dengan peristiwa erosi. Menurunnya kualitas air dapat disebabkan oleh kandungan sedimen dan unsur yang terbawa masuk oleh air yang bersumber dari eros i, tercuci oleh air hujan dari lahan-laha pertanian, atau bahan dan senyawa dari limbah industry atau limbah pertanian. Peristiwa ini disebut dengan polusi air. Masuk dan mengendapnya sedimen di dalam air secara berlebihan akan menyebabkan pedangkalan dan memungkinkan terjadinya banjir akibat be rkurangnya daya tampung air. Sedangkan masuknya unsur hara ke badan air menyebab kan terjadinya eutrofikasi yang merupakan meningkatnya unsur hara dalam a ir sehingga mempercepat pertumbuhan tanaman air dan mikroba. Eutrofikasi menyeba
bkan menurunnya fungsi badan air seperti ikan, alur transportasi, dan sumber air untuk konsumsi dan irigasi. Pada setiap pembangunan pertanian apapun jenisnya, terdapat beberapa taha pan kegiatan pengelolaan tanah dan air, yakni meliputi (1) Tahapan Penyiapan La han; (2) Tahapan Penanaman; (3) Pemeliharaan; (4) Panen; dan (5) Transportasi. 1. Tahapan Penyiapan Lahan Penyiapan lahan tidak lain adalah proses pematangan lahan, penempatan dan pemban gunan fasilitas pendukung, pengolahan tanah sampai tanah siap tanam. Kegiatan pe ngelolaan tanah dan air pada tahap penyiapan lahan dapat meliputi : a. Land Clearing Tahap awal dari kegiatan pengelolaan tanah dan air adalah land clearing. Land c learing adalah perlakuan pembersihan permukaan tanah dari vegetasi ataupun tanam an pengganggu. Pada tahap penyiapan lahan kegiatan land clearing tidak selalu digunakan, tergantung keadaan dan jenis vegetasi yang menutupi tanah. Misalnya pada tanah-tanah yang sudah diusahakan, vegetasi penutup tanah yang ada hany a rumput, maka pembersihan rumput dapat sekaligus dilakukan dengan pengolahan tanah. Tetapi bila vegetasi penutup tanah adalah
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
134
hutan ataupun semak belukar, land clearing mutlak diperlukan, seperti tanah buka an baru. Teknik land clearing tidak hanya sekedar membersihkan vegeta si dari penutupan tanah, tetapi bagaimana kualitas land clearing ini dapat men unjang kegiatan selanjutnya dan tidak memberi dampak negatif baik terhadap jenis tanaman yang diusahakan maupun terhadap kerusakan tanah akibat land clearing. Akibat kekeliruan/kesalahan land clearing dapat membuat tanah menjadi r usak sebelum digunakan. Untuk itu teknik land clearing yang diterapkan pada setiap kondisi lahan harus benar, tepat dan efisien. Pemilihan teknik land c learing sangat ditentukan oleh faktor : 1) Jenis dan keadaan vegetasi penutup tanah yang ada 2)
Keadaan topografi/kelerengan tanah
3)
Keadaan iklim/musim
4)
Jenis dan alat yang digunakan
5)
Target waktu penyiapan lahan
6)
Besarnya kemampuan modal untuk biaya land clearing
Secara umum teknik land clearing dapat dibagi 5, yakni : Land clearing secara ko nvensional (tebang bakar) Land clearing secara mekanik Land clearing secara biologis Land clearing secara kimia (Herbisida) Kombinasi antara beberapa teknik land cle aring 1)
Land clearing secara konvensional
Tebang dan bakar adalah teknik land clearing pada lahan bervegetasi hut an yang biasanya diterapkan pada sistem perladangan. Vegetasi hutan yang ada di tebang dan setelah beberapa hari sesudah tebang lalu dibakar. Sistem tebang dan bakar tidak dibenarkan dalam land clearing, alasannya apa? 1) Untuk vegetasi hutan, dengan hanya penebangan pohon saja tanpa pembersihan tanggul pohon dan perakaran yang ada, belum dapat
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
135
dikatakan land clearing. Karena land clearing membersihkan vegetasi dan sisa ve getasi baik yang ada dipermukaan tanah maupun yang ada dalam tanah, termasuk sis a-sisa akar yang ada dalam tanah. Jadi land clearing dengan hanya menebang pohon belum termasuk land clearing. Lima tahun kemudian tunggul pohon dan p erakaran yang ada dalam tanah akan menjadi sumber hama dan penyakit tanaman, ter utama untuk jenis tanaman perkebunan seperti penyakit jamur putih dan mer ah dan hama rayap dan kumbang. Namun untuk pertanaman dengan sistem perlada ngan ancaman hama penyakit relatif tidak berpengaruh karena setelah 2 tahun d iusahakan akan pindah ke lahan bukaan baru, selain itu jenis tanaman yang dius ahakan adalah jenis tanaman semusim. 2) Pembakaran sisa tebangan juga tidak dibenarkan. Pembakaran sisa tebangan pada proses land clearing dapat berdampak negativ terha dap : Perubahan iklim mikro, yang memang sudah berubah karena penebangan pohon. Pembakaran sisa tanaman dapat mematikan organisme dan mikroorganisme tanah, y ang berarti dapat merubah keadaan ekologi ataupun merubah ekosistem. Per ubahan ekologi dan perubahan iklim mikro dapat terjadi suksesi organisme dan mik roorganisme tanah. Yakni dapat membuat terjadinya peledakan popula si jenis organisme dan mikroorganisme tertentu yang sebelumnya tidak menjadi ham a, berubah menjadi hama dan penyakit yang berbahaya. Pembakaran sisa tebangan selain mengurangi suplai bahan organik ke dalam tanah , juga dapat mempercepat hilangnya unsur hara melalui penguapan karena pemb akaran. Untuk mempercepat waktu penanaman maka pembakaran sisa tanaman haru s dilakukan karena selain menghambat kegiatan lainnya juga dapat
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
136
mengganggu pertanaman karena terjadinya persaingan dengan kegiatan/aktivita s mikroorganisme tanah. Pada kegiatan land clearing setelah tebangan, bila dilakukan pembakaran atau t idak dilakukan pembakaran sama-sama mempunyai dampak langsung maupun t idak langsung terhadap kondisi pertumbuhan tanaman. Jika land clearing disertai pembakaran karena ingin mempercepat pelaksanaan penanaman, sebaiknya sisa tanama n ditumpuk pada beberapa tempat tertentu lalu dibakar, jadi tidak dibakar pada s eluruh permukaan tanah. Jika land clearing tanpa disertai pembakaran maka sisa tebangan yang ditumpuk pada tempat tertentu lalu disemprot dengan herbisida tert entu atau pestisida tertentu agar tidak menjadi inang hama penyakit tertentu yan g sewaktu-waktu dapat meledak populasinya.
2)
Land Clearing secara mekanik dengan alat berat
Land clearing secara mekanik dengan menggunakan alat berat seperti traktor dan b uldoser adalah teknik land clearing yang paling sempurna dan dapat diselesaikan dalam waktu relatif cepat, serta dapat mengatur waktu penyelesaian land clearing sesuai jadwal yang direncanakan. Dikatakan sempurna karena dengan alat berat dapat membersihkan tanah dai sisa tebangan (tunggul batang pohon), lalu dikumpul kan/ditumpukkan pada tempat tertentu sehingga tidak terlihat batang pohon atau s isa vegetasi yang berserakan di permukaan tanah, seperti pada land clearing sist em tebang bakar dengan menggunakan tenaga manusia. Karena kekuatan dan kecepata n tertentu yang dimiliki peralatan mekanik, maka waktu penyelesaian land clearin g pada areal dengan luas tertentu dapat direncanakan relatif tepat waktu. Terl ebih untuk mencapai target luas dalam waktu tertentu. Selain kelebihan land clearing secara mekanik yang menggunakan alat berat juga mempunyai banyak kekurangan bila keliru menangani (mengaturnya), antara lain :
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
137
1) Land clearing secara mekanik dengan alat berat tidak efektif dan efi sien bila dilakukan pada lahan yang berlereng > 15 %. Jadi hanya efektif pada t anah yang datar sampai agak miring. Untuk itu pula pada tanah berlereng > 15 % land clearing harus dilakukan dengan tenaga manusia. 2) Land clearing yang dilakukan pada musim hujan atau pada saat status air tan ah lebih besar dari kapasitas lapang dapat menyebabkan terjadinya pemadatan tana h pada lapisan atas. Pemadatan tanah pada waktu land clearing maksimum terjadi pada status air tanah berlebihan (> Kapasita Lapang). Pema datan tanah yang terjadi karena land clearing berarti, berarti karena l and clearing tanah menjadi rusak sebelum digunakan. Dapat dibayangkan bagaim ana kerugian yang ditimbulkan oleh land clearing yang biaya pelaksanaannya sanga t mahal. Walaupun sempurna dan waktunya cepat, tetapi rusak sebelum dimanfaatk an. Oleh karena itu kegiatan land clearing tidak semudah orang bayangkan, apala gi yang mengatur pelaksanaannya, awam mengenai pengetahuan pengelolaan tanah dan air ataupun awam dengan pengetahuan konservasi. Kegiatan land clearing yang d iborongkan kepada kontraktor memang dapat menyelesaikannya dengan tepat waktu da m kualitasnya (kebersihannya) tinggi, tetapi dampak pemadatan tanah yang terjadi tidak pernah disadari, terlebih bila pengawas dan pimpronya sendiri tidak memil iki pengetahuan pengelolaan dan konservasi tanah, maka harapan untuk mencapai ha sil produksi optimal akan sulit tercapai. 3) Hasil land clearing yang membongkar tanah karena pencabutan tunggul batang pohon, sehingga secara setempat-setempat muncul lapisan sub soil di permu kaan tanah. Jika vegetasi hutan yang rapat pertumbuhannya, maka makin luas perm ukaan tanah yang terbongkar. 4) Land clearing secara mekanik dengan menggunakan alat berat dapat memberi peluang terjadinya erosi. Erosi yang terjadi semakin besar
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
138
dengan semakin miringnya permukaan tanah dan semakin meningkat lagi bila ter jadi pemadatan tanah dan pembongkaran tanah. Sedangkan land cleari ng tanpa pembongkaran tanah peluang terjadinya erosi sudah besar, karena sudah terbuka tanpa pelindung/penutupan vegetasi. 3) Teknik Land Clearing Secara Biologis Pembersihan lahan secara konvensional maupun secara mekanik dapat berdampak nega tif terhadap tanah dan ekosistem lingkungan. Untuk itu yang paling tepat adalah teknik land clearing yang sifatnya ramah lingkungan, dalam hal ini secara bilog is. Hanya saja, land clearing secara biologis ini hanya efektif pada lahan yang bervegetasi rumput alang-alang ataupun jenis rumput lainnya, utamanya pada tana h berlereng. Sedang untuk lahan bervegetasi hutan ataupun jenis pepohonan ting kat tinggi, land clearing secara biologis tidak dapat diterapkan. Namun s esudah pembersihan pohon, lalu diberikan teknik land clearing secara biologis ut amanya untuk menekan rumput atau gulma yang akan tumbuh. Teknik land clearing secara biolgis tidak lain adalah teknik penanaman tanaman p enutup tanah (cover crop) dari famili leguminosa seperti Calopogonium, Centrosom a, Stilosantus, Mucuna dan sebagainya. Keuntungan land clearing secara biologis meliputi : 1) Rumput alang-alang yang ada tidak dibersihkan dari permukaan tanah, jadi tanah tetap terlindung/tertutup oleh rumput alang-alang, yang dibersihkan h anya alur tempat penanaman tanaman cover crop selebar 30 cm. Jarak antar baris an alur 2 – 3 cm. Bila tanah berlereng, arah alur penanaman searah garis kontur. Dengan masih adanya rumput yang menutupi tanah, maka tanah masih tetap dilind ungi dan tanaman pokok yang direncanakan sudah bisa ditanam (jenis tanaman perke bunan). 2) Jenis tanaman cover crop yang sudah tumbuh dan menekan rumput secara bertahap (melilit, menaungi rumput alang-alang) sehingga
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
139
tidak dapat berfotosintesa dan akan mati. 3) Jenis tanaman cover crop berfungsi konservasi selain menekan rumput/gulma. 4) Jenis tanaman cover crop bersama sisa rumput alang-alang yang terte kan menjadi sumber bahan organik yang mensuplai tanah secara berkelanjutan sampa i tanaman pokok yang diusahakan kembali menaungi tanaman penutup tanah. 5) Jenis tanaman cover crop dapat mempertahankan ataupun lebih memperbaiki ik lim mikro tanah untuk mendukung pertumbuhan dan perkembangan tanaman pokok. 6) Dengan semakin baiknya kondisi iklim mikro tanah dan semakin besarnya konstr ibusi bahan organik berarti dapat menjaga keseimbangan kelangsungan hidup org anisme dan mikroorganisme tanah. 7) Konstribusi bahan organik tanaman penutup tanah dapat memperbaiki sifat bio logis, fisik dan kimia tanah. 8) Land clearing secara biologis dapat menekan biaya land clearing maupun biaya pemeliharaan tanaman, terutama penyiangan. Walaupun teknik land clearing secara biologis sangat menguntungkan tetapi juga mempunyai kekurangan meliputi : 1) Tidak dapat diterapkan pada lahan bervegetasi hutan. 2) . 3)
Relatif lambat, butuh waktu relatif lambat untuk menekan rumput alang-alang Dapat menjadi inang bagi hama dan penyakit tertentu.
4) Tidak semua jenis tanah sesuai untuk jenis tanaman cover crop seperti tanah yang sangat masam ataupun tanah yang berdrainase jelek. 4) Teknik Land Clearing Secara Kimia Land clearing secara kimia yakni pembersihan vegetasi penutup tanah secara kimi a seperti penyemprotan herbisida. Tentunya teknik land
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
140
clearing efektif untuk lahan dengan vegetasi rumput seperti rumput alang- alang dan tentunya tidak efektif atau tidak diterapkan pada lahan yang bervegetasi hut an. Untuk keefektifan penggunaan suatu teknik land clearing sangat ditentukan oleh jenis vegetasi yang ada dan semuanya bermuara ke pertimbangan ekonomi lebih efisien dan pertimbangan lingkungan tidak merusak. Yang jelas teknik land clea ring secara kimia jika keliru perencanaannya tentunya akan berdampak negatif ter hadap ekosistem ataupun secara ekonomi tidak menguntungkan karena input biaya bi sa lebih tinggi dari penggunaan teknik land clearing lainnya. Teknik land cleari ng secara kimia biasanya diterapkan pada lahan yang sudah dibuka atau lahan yang sudah dimanfaatkan ataupun pada lahan baru akan dibuka, tetapi vegetasinya adal ah rumput alang-alang. Dampak negatif yang bisa ditimbulkan akibat land clearin g secara kimia antara lain: 1) Bahan kimia yang digunakan selain dapat mematikan perumputan ataupun gulma juga dapat mematikan beberapa jenis organisme dan mikroorganisme tanah, sehingga dapat membuat keseimbangan ekologi dapat terganggu. 2) Bahan kimia yang digunakan bila tidak dapat terurai sempurna tentun ya dapat terakumulasi dalam tanah. 3) Bahan kimia yang digunakan yang selektif sifatnya, dapat membunuh jenis gul ma yang muncul sebagai tanaman pengganggu. Kelebihan land clearing secara kimia tidak dilakukan pembersihan vegetasi rumput, dengan demikian tanah tetap tertutupi rumput. Ancaman kerusakan tanah k arena erosi masih dapat dihindari, walaupun penanaman tanaman pokok dilakukan. Keuntungan lainnya, suplai bahan organik dari vegetasi rumput yang telah mati. 5) Kombinasi Teknik Land Clearing Kadang penerapan teknik land clearing tidak memuaskan karena kondisi lahan yang kompleks sehingga perlu dikombinasikan dengan teknik land
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
141
clearing yang lain. Seperti kombinasi antara teknik land clearing secara mekani k akan efektif bila disertai teknik land clearing secara kimia atau secara biolo gis. Utamanya untuk pencegahan tumbuhnya kembali gulma untuk jangka waktu minim al tanaman pokok yang telah ditanam sudah tumbuh dan sudah cukup bersaing dengan gulma. Pada lahan bervegetasi rumput alang-alang yang diland clearing secara mekanik ka rena pertimbangan waktu penyiapan lahan yang mendesak dilaksanakan pada musim hu jan, kadang disertai penyemprotan herbisida untuk menekan rumput yang tumbuh kem bali. Pada lahan bervegetasi hutan dan mempunyai kelerengan lebih 15 %, tentunya sudah sulit diaplikasikan land clearing secara mekanik, lebih tepat bila dilakukan la
nd clearing secara konvensional (tebangan dengan menggunakan tenaga manusia meng gunakan Chainsaw), disertai land clearing secara biologis, tanpa pembakaran sisa tebangan ataupun pembakaran terbatas pada tempat-tempat tertentu. Salah satu c ontoh land clearing secara mekanis disertai cara biologis (tanaman cover crop) p ada lahan bervegetasi hutan dengan kelerengan lebih 15 % untuk penanaman jenis t anaman perkebunan seperti kelapa sawit, kakao, cengkeh, karet, kopi dan sebagain ya, dengan tahapan sebagai berikut : 1) Pohon ditebang dengan arah pemotongan dibuat searah garis kontur, agar poho n rebah memanjang searah garis kontur (melintang arah kemiringan). Batang poho n terletak melintang di permukaan tanah searah kontur, yang berarti batang pohon hasil tebangan berfungsi sebagai teras yang menahan arus aliran permukaan. 2) Pohon hasil tebangan dipotong lagi menajdi beberapa potongan yang diperkira kan bisa diangkat oleh tenaga manusia. Cabang dan ranting dipisah dari batang u tama. Cabang dan ranting dipotong kecil-kecil sepanjang 1 meter atau kalau bisa lebih pendek lebih baik. 3) Semua hasil tebangan pohon-pohon dikumpulkan secara strip kontur selebar 1/2 meter – 1 meter.
Jarak antara strip tergantung
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
142
kelerengan dan panjang lereng serta jenis tanaman pokok yang akan ditanam. Has il tebangan pohon yang diletakkan secara strip kontur dapat berfungsi teras u ntuk mengantisipasi ancaman erosi karena tanah mulai terbuka. Kalau pembak aran harus terpaksa dilakukan karena alasan tertentu, seperti waktu tanam yang m endesak, maka yang dibakar hanya hanya ranting/cabang hasil tebangan yang biasan ya menghalangi kelancaran kegiatan pertanaman dan dilakukan hanya pada strip yan g telah dibuat. Batang pohon yang berdiameter lebih 30 cm sangat efektif menaha n erosi, bila diletakkan searah garis kontur. 4) Penanaman tanaman penutup tanah jenis legum diletakkan secara strip persis bagian bawah lereng dari peletakan sisa tebangan yang juga dalam strip se arah garis kontur. 5) Fungsi konservasi tanaman cover crop Kaitan land clearing dengan pengelolaan tanah dan air antara lain: 1) Setiap penggunaan lahan utamanya di sektor pertanian, mutlak diperlukan la nd clearing utamanya lahan bervegetasi hutan, merupakan tahapan awal d ari tindakan pengelolaan tanah dan air. 2) Land clearing termasuk kegiatan pengelolaan tanah dan air yang butu h biaya relatif tinggi dan pada kondisi lahan tertentu dapat menjadi bi aya investasi yang tinggi dibandingkan tahapan kegiatan pengelolaan tanah dan ai r. 3) Waktu pelaksanaan land clearing relatif lama dan pada kondisi lahan tertent u termasuk kegiatan yang membutuhkan waktu terlama dibandingkan tahapan kegiatan pengelolaan lainnya. 4) Kegiatan land clearing tidak sekedar membersihkan vegetasi dipermukaan saja t etapi termasuk tunggul batang dan perakaran yang ada dalam tanah, tunggul ba tang pohon dan akar yang tidak dibersihkan, 4 - 5 tahun kemudian dapat menjadi sumber hama
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
143
penyakit bagi tanaman pokok yang dapat mematikan (mati berdiri) akibat serangan jamur/fungi (putih/merah) atau rayap dan hama kendi/kumbang pada perakaran tanam an pokok yang diusahakan dan nampak setelah umur tanaman 4 - 5 tahun. Jika terj adi hal demikian berarti sangat fatal atau menimbulkan kerugian yang besar karen a tanaman mati berdiri setelah berumur 4 - 5 tahun. Utamanya penyakit jamur puti h/merah yang berada dalam tanah sangat sulit diberantas. Bila dilakukan penggant ian tanaman, dengan kata lain penanaman ulang percuma saja karena tetap akan dim atikan oleh jamur merah atau putih. Salah satunya jalan diadakan penggantian je nis komoditi yang tidak dipengaruhi oleh penyakit jamur putih. Salah satu conto h kasus, kesalahan land clearing pada perkebunan karet di Kabupaten Mamuju, yang membuat ratusan hektar per tahun yang mengalami kematian setelah berumur 5 tahu n. Untuk itu perkebunan karet yang telah ditanami seluas 2000 ha terp aksa dikonversi menjadi perkebunan sawit. Tanaman sawit termasuk salah satu jenis tanaman yang toleran terhadap penyakit jamur putih dan merah (resisten). Untuk itu pengolahan land clearing harus dilaksanakan secara benar efektif dan e fisien. 5) Akibat pengelolaan land clearing yang keliru dapat membuat tanah menjadi r usak sebelum dimanfaatkan dan kalau ini terjadi maka sangat fatal yakni s angat merugikan. Hal ini sering terjadi pada banyak proyek pembangunan (sepert i proyek transmigrasi), yang awalnya berdasarkan hasil survey evaluasi kebanyakan lahan termasuk sangat berpotensi, namun setelah ditempati warga tr ans (digunakan) menjadi tidak produktif. Ternyata setelah ditelusuri fak tor penyebabnya adalah kekeliruan pada proses land clearing. Untuk itu land clea ring mencapai target luas sesuai target waktu yang diterapkan perlu direncanakan secara benar dan tepat.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
144
Kerusakan tanah yang dapat terjadi karena land clearing adalah sebagai berikut: a) Periode/tenggang waktu yang selalu lama antara waktu, sesudah land clearing dan waktu penanaman (pembangunan) membuat selalu terbuka tanpa pelindung. Untu k itu peluang waktu tanah mengalami erosi besar terlebih pada lahan berlereng. b) Terjadi pemadatan tanah kalau land clearing dilakukan secara m ekanis dengan alat berat pada musim hujan. c) Terjadi pembongkaran tanah pada tempat-tempat tertentu dari pohon yang diro bohkan bersama perakarannya. d) Terjadi perubahan iklim mikro. e)
Aktivitas kegiatan dekomposisi bahan organik oleh mikroorganisme dan bahan organik berlangsung intensif, membuat kadar bahan organik merosot lebih c epat. b. Land Lavelling Tahapan kedua pengelolaan tanah dan air untuk pembangunan pertanian adal ah land lavelling. Sesudah land clearing dilakukan kegiatan land lavelling yakni meratakan permukaan tanah sampai datar. Pada tanah yang tergolong datar secar a mikro permukaan tanah itu tidak ada yang 100% datar, tetapi berombak sampai be
rgelombang. Untuk penggunaan lahan tertentu seperti pencetakan sawah, pembuata n tambak, rumah, atau bangunan. Dengan demikian dalam penggunaan lahan utamany a tanah bukaan baru tidak selalu diperlukan land lavelling tergantung peruntukan nya. land lavelling dengan mempergunakan alat berat seperti”Grader” atau buldoser me ngupas bagian tanah yang lebih tinggi dan menimbun bagian tanah yang le bih rendah sehingga permukaan tanah menjadi datar (cut and fill). Karena terj adi pengupasan dan penimbunan tanah maka permukaan tanah baru adalah lapisan sub soil yang rendah kesuburannya, yang bila ditanami tentunya hasil yang akan diperoleh tidak seperti tanah yang sebelum land lavelling.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
145
Pada lahan yang tergolong datar (0 % - 3%) namun kondisi mikro topografi termasu k berombak/bergelombang membuat setempat-setempat akan tergenang bil a hujan ataupun diberi air irigasi, dan lahan demikian drainase permukaannya san gat jelek. Dengan demikian land lavelling diperlukan pada lahan dengan drainase permukaan lambat karena kondisi mikro topografinya. Tujuan dan kepentingan land lavelling: 1) Meratakan permukaan tanah untuk kepentingan usaha pertanian jenis tanaman se musim, perumahan, pencetakan sawah, tambak, pembuatan sistem irigasi permukaan. 2) Meratakan permukaan tanah untuk memperbaiki drainase permukaan. 3) Meratakan permukaan tanah dapat memperlancar kegiatan kelangsungan pertanam an untuk skala besar dengan mempergunakan alat mekanis 4) Pengaturan jarak tanaman utnuk mencapai populasi tanaman dalam jumla h optimal. Disamping keuntungan land lavelling, semua hubungan dengan land clearing, jika k eliru dikelola akan berdampak negatif antara lain: 1) Land lavelling dengan mempergunakan alat berat yang dilakukan pada musim hu jan dapt menyebabkan pemadatan tanah. 2) Land lavelling yang mekanisme kerjanya mengupas dan menimbung (cut and fill ) tanah, dapat membuat lapisan sub soil yang menjadi permukaan tanah, berarti da pat menurunkan produktifitas. 3) Land lavelling membutuhkan anggaran yang besar dan waktu relatif lama sehin gga memperbesar input biaya produksi. c. Land Cleaning Land cleaning menghaluskan permukaan tanah yang miring, sama dengan land levelli ng tidak semua lahan setelah land clearing diperlukan land cleaning. Permukaan t anah berlereng yang tidak mulus untuk jenis tanaman semusim yang dilakukan sec ara mekanis perlu dimuluskan (diperhalus) agar alat mekanis dapat lebih lancar bergerak dengan barisan yang lurus (mulus).
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah d. Pengolahan Tanah (Soil Tillage)
146
Kegiatan pengolahan tanah dilakukan setelah land clearing, land levelling, land cleaning dan setelah pembangunan fasilitas pendukung seperti jalan, saluran dra inase/irigasi. Pengolahan tanah adalah tindakan mekanik pada tanah sebag ai upaya memanipulasi kondisi tertentu tanah untuk menghasilkan seedbed dan root bed yang optimal untuk mendukung start awal pertumbuhan sampai mencapai produksi . Seedbed adalah hasil kualitas olahan tanah yang optimal mendukung perkecambahan tanaman, termasuk untuk tempat persemaian ataupun untuk pertanamn yang menggunak an benih (biji) yang langsung ditanam seperti jenis kacang-kacangan, jagung dan sebagainya. Untuk jenis tanaman ini seedbed langsung berfungsi rootbed. Rootb ed adalah kualitas hasil olahan tanah yang optimal mendukung pertumbuhan dan per kembangan sistem perakaran tanaman. Rootbed untuk persyaratan kebutuhan jenis t anaman semusim dan kebutuhan tanaman tahunan sangat berbeda. Rootbed untuk kebutuhan tanaman semusim, seluruh atau sebagian permukaan tanah d iolah, makin singkat umur suatu tanaman makin sempit dan dangkal sistem perakara nnya dan makin halus, untuk itu semakin ideal kondisi rootbed yang dibutuhkan. Namun kondisi ideal rootbed tidak selalu dengan pengolahan tanah yang intensif . Sedangkan rootbed untuk jenis tanaman tahunan adalah pembuatan lubang tanama n, dengan kata lain kualitas rootbed untuk jenis tanaman tahunan ditentukan oleh besarnya ukuran lubang dan kualitas media yang dijadikan sebagai bah an untuk menimbun lubang tanaman. Untuk itu pengelolaan tanah dan air dalam kaitannya dengan pengolahan tanah untu k menghasilkan seedbed/rootbed yang optimal pada prinsipnya harus benar, tepat dan efisien. Persyaratan pengolahan tanah yang benar, tepat, efisien unt uk menghasilkan seedbed/rootbed yang optimal banyak faktor yang harus dipertimbangkan, yakni meliputi:
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
147
1)
Sifat karakteristik jenis tanaman yang diusahakan
2)
Karakteristik lahan yang dijadikan lokasi penanaman
3)
Teknik pengolahan yang tepat, benar dan efisien
4)
Luas tanah yang diusahakan
5)
Waktu tanam yang direncanakan
6)
Fasilitas pendukung yang ada
7)
Bentuk dan desain pertanaman yang direncanakan
8)
Sistem pertanaman yang diterapkan
9)
Permodalan (anggaran biaya)
Sebelum lebih jauh menguraikan faktor yang menentukan untuk menghasilkan kualita s hasil olahan (seedbed/rootbed) yang benar, tepat dan efisien, perlu dikaji sec ara detail apa yang sesungguhnya menjadi tujuan dan kepentingan pengolahan tanah , serta apakah ada dampak negatif yang diakibatkan karena pengolahan tanah. Secara umum tujuan dan kepentingan pengelolaan tanah adalah untuk mencapai kondi
si yang ideal (optimal) agar perkecambahan benih dapat berlansung cara optimal d an untuk mencapai kodisi yang optimal bagi kemudahan pertumbuhan dan perkembanga n sistem perakaran yang optimal menyerap air, unsur hara, O2 agar dapat menopan g pertumbuhan dan perkembangan bagian atas tanaman (bila lingkungan atmosfer opt imal) yang seimbang dan selanjutnya dapat memberi hasil yang optimal sesuai yang diharapkan. Dengan demikian pengolahan tanah tidak lain adalah usaha manipula si kondisi tanah yang jelek (yang tidak dapat mendukung perkecambahan dan pert umbuhan/perkembangan akar secara optimal) atau yang kurang mendukung perkeca mbahan dan pertumbuhan/perkembangan sistem perakaran. Memperhatikan tujuan dan kepentingan pengolahan tanah untuk menunjang keberhasi lan usaha pertanian, namun pengolahan tanah dapat membuat terjadinya kerusakan tanah sebagai akibat dampak negatif dari
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
148
pengolahan tanah. Tentu saja tidak berarti bahwa satu kali pengolahan tanah dap at langsung merusak tanah, tetapi pengolahan tanah secara terus menerus dapat me nurunkan fungsi produksi tanah sampai pada tingkat tanah tidak lagi mampu dapat berfungsi. Untuk itu pengolahan tanah yang dilakukan secara tidak benar dan ti dak efektif secara terus-menerus dapat menurunkan fungsi tanah. Jadi tanah dika takan rusak karena pengolahan tanah bila tanah tersebut tidak lagi berfungsi sebagai faktor produksi. Untuk itu pula dapat dipertanyakan menga pa pengolahan tanah dapat menurunkan fungsi produksi tanah atau merusak tanah. Untuk mengetahui hal ini maka perlu ditelusuri apa yang terjadi pada tanah karen a pengolahan tanah. 1) Setiap pengolahan tanah membuat tanah terbuka tanpa pelindung dan bila t erjadi hujan berarti dispersi tanah akan terjadi oleh pukulan tetesan hujan. Di spersi tanah secara fisik oleh pukulan hujan berarti terlepasnya ikatan agregat tanah (struktur tanah) yang berarti pula mudah hanyut atau mudah terangkut bila bersamaan terjadi aliran permukaan dan akhirnya erosi dapat berlangsung. 2) Tindakan pengolahan tanah dengan alat pengolah tanah sebenarnya t erjadi dispersi secara mekanik. Pembongkaran tanah dan penghancuran struktur ta nah menjadi hasil olahan sebagai seedbed/rootbed adalah struktur tanah yang beru kuran lebih halus. Jadi perlakuan pengolahan tanah, tanah sengaja dilepaskan dari ikatan struktur yang ada secara mekanik melalui alat pengolahan tanah. Bila pengolahan tanah lebih sering dilakukan secara intensif berarti semakin sering pula dispersi mekanik terjadi. Dispersi secara mekanik akan dipercepat lagi oleh dispersi fisik dari pukulan tetesan air hujan dan selalnjutnya mudah d ihanyutkan oleh aliran permukaan bila curah hujan yang terjadi melampau daya inf iltrasi. 3) Pengolahan tanah yang memperbaiki kondisi tanah tidak hany a mendukung perkecambahan dan pertumbuhan/perkembangan perakaran tanaman, tetapi juga memberi kondisi yang baik untuk mendukung
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
149
aktivitas organisme dan mikroorganisme tanah dalam proses dekomposisi baha n organik termasuk humus. Dengan demikian pengolahan tanah dapat menuru nkan kadar bahan organik tanah. Semakin sering dan semakin intensif pengo
lahan tanah semakin cepat pula kadar bahan organik tanah menurun, bila tidak ada tambahan/suplai bahan organik ke dalam tanah. Jika kadar bahan organik tanah m enjadi rendah maka ikatan partikel dan ikatan agregat tanah semakin lemah. Ikata n agregat yang lemah berarti ikatan struktur tanah menjadi labil dan selanjutnya semakin mudah terdispersi, berarti semakin mudah pula tererosi. Bahan organik tanah dalam bentuk humus adalah bahan pengikat/perekat partikel/agregat yang pa ling mantap yang membuat struktur tanah menjadi mantap dan selanjutnya membuat t anah resisten terhadap erosi. (Bahan pengikat partikel/agregat tanah yang lain? ). 4) Setiap tindakan pengolahan tanah membuat terjadinya pemadatan tanah tepa t di bawah tapak alat pengolah yang digunakan dari : Plow sole = Pemadatan tanah karena tekanan pada tanah melalui tapak alat bajak. Harrow sole = Pemadatan tanah karena tekanan pada tanah melalui tapak alat pengg aruk tanah (harrow). Subsoiler sole = Pemadatan tanah karena tekanan pada tanah melalui tapak alat su bsoiler. Pemadatan tanah akibat pengolahan tanah terutama bila dilakukan secara mekanis t idak hanya disebabkan oleh tekanan (gaya berat) dari alat pengolah yang bertumpu k tepat di bawah tapak olah, tetapi pemadatan juga terjadi karena tekanan dan ga ya berat dari kendaraan yang digunakan yang bertumpuk pada roda/ban. Pemadatan tanah yang diakibatkan tapak roda/ban kendaraan disebut traffick sole. Dengan demikian pemadatan tanah karena pengolahan tanah secara mekanis dapat disebabkan karena alat pengolah dan karena roda/ban kendaraan. Pemadatan tanah yangh ditimbulkan karena
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
150
pengolahan tanah kurang mendapatkan perhatian karena tidak nampak. Pemadatan tanah akan semakin meningkat dengan semakin rendah kadar bahan organik tanah maka semakin rendah pula daya dukung mekanik tanah. Pemadatan tanah akibat pengolahan tanah dapat merusak fungsi tanah baik sebagai faktor produksi maupun fungsinya sebagai tempat berlangsungnya siklus har a. Siklus hidup organisme/mikroorganisme tanah, serta fungsinya sebagai salah satu mata rantai berfungsinys siklus hidrologi dan fungsi sebagai bagian dari li ngkungan. Yang jelas bahwa adanya pemadatan tanah akibat pengolahan tanah bera rti dapat membatasi pertumbuhan/perkembangan sistem perakaran, dapat menghambat perkolasi tanah, membatasi kedalaman lapisan olah, dapat memperbesar aliran perm ukaan, pada tanah relatif datar pemadatan tanah dapat memperburuk drainase tanah dan membuat tanah mudah tergenang. Untuk pemadatan tanah akibat pengolahan tan ah yang keliru (tidak benar dan tidak tepat) dapat menurunkan produktivitas tana h ataupun menurunkan fungsi produksi tanah yang berarti dapat merugikan karena s elain karena hasil produksi yang diperoleh semakin rendah, juga rugi karena peng olahan tanah termasuk salah satu input biaya produksi yang tergolong tinggi. B ila demikian maka akan muncul pertanyaan, pengolahan tanah tidak diperlukan kare na akan merusak tanah ? Pemadatan tanah karena pengolahan tanah untuk pencetakan sawah baru ataupun untu k persawahan yang ada justru menghendaki terjadinya pemadatan. Semakin padat t anah pada lapisan di bawah lapisan olah pada tanah sawah semakin menguntungka
n dan semakin sesuai untuk pengembangan padi sawah. Pembentukan lapisan tan ah padat tepat di bawah lapisan olah sengaja dibentuk. Teknik pengolahan tanah (soil tillage) yang benar, efektif, efisien dan optimal. Pengolahan tanah yang benar, efektif dan efisien serta optimal untuk mendukung
pertumbuhan
dan
pencapaian
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
hasil
produksi
dan
tidak
151
menimbulkan terjadinya kerusakan tanah, serta dengan biaya pengolahan seminimal mungkin dalam waktu yang tepat sesuai jadwal waktu dan target luas yang telah di tetapkan. Untuk mencapai tujuan pengolahan tanah, banyak faktor yang perlu dipe rtimbangkan antara lain : 1)
Karakteristik Lahan
Karakteristik lahan meliputi karakteristik iklim, topografi/kelerengan, keadaan batuan serta karakteristik vegetasi dan tanah serta fasilitas. a) Kaitan pengolahan tanah dengan karakteristik iklim, utamanya curah hujan bu lanan. Pada prinsipnya pengolahan tanah dilakukan pada bulan-bulan kurang huja n ataupun sama sekali tidak ada hujan. Kondisi air tanah berlebihan karena hujan memperlambat kegiatan pengolahan tanah dan kualitas hasil olahan yang jelek ter utama bila kadar liat tanah semakin tinggi (kenapa?). b) Kaitan topografi/kelerengan dengan pengolahan tanah. Tanah dengan kelereng an > 15 % , tidak lagi dianjurkan untuk diolah secara mekanis karena selain ancaman terjadinya kerusakan tanah juga karena bahaya terbaliknya k endaraan pengolah yang digunakan, pada prinsipnya pengolahan tanah pada tana h berlereng yang penting adalah arah pengolahan tanah. Arah pengolahan tanah pada tanah berlereng dilakukan searah garis kontur (tidak harus persis arah kontur) atau arah memotong kemiringan permukaan tanah, terutama bila diolah dengan alat bajak. Hasil olahan dengan alat bajak ata u berbentuk alur (dead fureous) dengan guludan (back fureous). Terbentuk dead fureous yang searah dengan kemiringan lereng, berarti sengaja mem buat alur tempat air mengalir. Yang berarti pula membuat konsentrasi aliran pe rmukaan terjadi, selanjutnya menjadi kuat untuk mengikis dan mengangkut tanah ke arah bawah lereng. Untuk itu arah pengolahan tanah pada tanah berlereng sangat penting diperhatikan karena
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
152
dampak pengolahan tanah terhadap ancaman kerusakan tanah karena erosi akan besar pengaruhnya. Ancaman erosi akan semakin besar bila disertai pemadatan tanah me lalui tapak olah, karena perkolasi air akan terhambat. Untuk tanah datar arah pengolahan tanah tidak berpengaruh terhadap ancaman erosi karena aliran permukaan walaupun diolah dengan alat bajak. 2)
Kaitan kondisi vegetasi dengan pengolahan tanah.
Keadaan vegetasi penutup tanah akan lebih banyak berpengaruh terhadap waktu peny
elesaian pengolahan tanah untuk siap tanam, untuk jenis vegetasi hutan yang rapa t, sebelum diolah harus di-land clearing. Setelah land clearing pengolahan tana h tidak perlu intensif karena struktur tanah tergolong remah dan mudah diolah, b ahkan tidak perlu diolah bila belum terdapat rumput pengganggu yang tumbuh setel ah land clearing. Untuk itu harus diatur secara tepat waktu land clearing, wak tu pengolahan tanah dengan waktu tanam, relatif tenggang waktunya tidak lama ter lebih pada awal musim pelaksanaannya. Keadaan vegetasi rumput alang-alang, tidak perlu dilakukan land clearing, bisa l angsung diolah. Waktu yang diperlukan untuk pengolahan tanah yang bervegetasi alang-alang diperlukan waktu yang lebih lama, Untuk menghasilkan seedbed dan roo tbed yang optimal. Pengolahan tanah yang bertujuan menekan alang-alang diperluk an waktu relatif lama. Alat yang digunakan untuk mengolah adalah bajak, yakni d ilakukan pembalikan tanah untuk mengangkat Rhizome (batang dalam tanah dari alan g-alang), kemudian dibiarkan tujuh hari sampai sepuluh hari agar alang-alang ter tekan pertumbuhannya selanjutnya dibalik kembali dengan bajak lagi dan dibiarkan lagi 7 – 10 hari lalu disisir dengan alat harrow sebanyak 2 kali untuk melepaskan Rhizome dan mengeluarkan dari areal hasil olahan tanah. Selanjutnya dibiarkan lagi selama 7 – 10 hari baru dibuat paritan tempat peletakan benih atau bibit. Pengolahan tanah yang bervegetasi
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
153
alang-alang tidak diperkenankan mengolah pada musim hujan dan untuk pengolahan p ertama harus dibajak dulu. Alat rotavater tidak diperkenankan karena akan ban yak memotong-motong Rhizome menjadi ruas-ruas kecil yang sulit dibersihkan akan lebih memperbanyak anakan baru dari setiap ruas yang terpotong. Pengolahan tana h bervegetasi alang- alang akan lebih sulit dilakukan dan lebih lama waktu dibut uhkan bila struktur tanah kompak dan memadat seperti tanah-tanah v ertisol (Grumosol dan Gley humus rendah). 3)
Karakteristik tanah kaitannya dengan pengolahan tanah.
Hasil olahan tanah untuk menghasilkan seddbed dan rootbed ditentukan dan dipen garuhi oleh karakteristik tanah itu sendiri. Utamanya menyangkut sifat fisik dan biologis tanah. Semua elemen/unsur fisik tanah yang mempeng aruhi sifat fisik tanah yang saling berkaitan, dengan karakteristik jenis tanama n yang diusahakan menentukan jenis kendaraan, jenis alat pengolah, intensi tas pengolahan tanah, frekuensi/interval, dalamnya pengolahan untuk mengha silkan seedbed dan rootbed. Komponen faktor fisik tanah berkaitan dengan m udah tidaknya tanah diolah untuk menghasilkan seedbed/rootbed yang o ptimal sesuai kebutuhan persyaratan tumbuh tanaman, dalam hal ini untuk menghasilkan kualitas hasil olahan tanah. Sedangkan keadaan fisi k tanah yang membuat kondisi tanah mudah tidaknya tanah diolah berkaitan dengan jenis kendaraan, jenis alat pengolah, intensitas pengolahan tanah, freku ensi/interval waktu pengolahan, berapa dalamnya tanah bisa diolah serta waktu te pat untuk diolah. Kesulitan atau kemudahan tanah diolah selain ditentukan oleh kondisi fisik tanah juga ditentukan oleh fasilitas pendukung, dalam hal ini inf rastruktur pertanian yang ada. Kesemuanya akan menentukan pencapaian target y ang direncanakan meliputi target luas, waktu penyelesaian dan kualitas hasi l olahan yang optimal dan anggaran biaya seminimal mungkin yang digunakan untuk
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
154
mencapai/mendukung hasil produksi yang berkelanjutan, (Dengan kerusakan tanah se minimal mungkin). Interaksi antara elemen/unsur penyusun fisik tanah menentukan kondisi sifat fisi k tanah dan selanjutnya menentukan sifat olahan tanah. Bila dikaji lebih jauh m engenai kondisi sifat fisik tanah yang menentukan sifat olahan tanah, yakni : 1) Kelekatan Tanah Kelekatan tanah dengan alat pengolah dapat membuat alat pengolah menjadi lamban bergerak, atau untuk bergerak diperlukan tenaga atau daya tarik lebih dari pada kondisi tanah yang tidak melekat. Tanah melekat pada alat pe ngolah karena daya adhesi yang sangat kuat dan ini tercapai pada kondisi status air tanah antara kapasitas lapang dan titik jenuh. Pada status air tanah antara kapasitas lapang (KL) dan 80 % KL maka pada kondisi ini tanah sangat muda h diolah karena alat tidak melekat pada alat, tanah tidak keras dan struktur hasil olah menjadi mekar. Hal ini disebabkan daya adhesi dan kohesi tanah sama kuat. Pada status kadar air tanah di bawah kapasitas lapang 80 % dan kad ar air tanah semakin menurun sampai pada batas 40 % KL tanah semakin sulit diol ah karena semakin keras yang disebabkan daya adhesi lebih lemah dari daya kohesi (kondisi kering). Pada kondisi tanah terlalu kering kadar air < 40 % dari kapasitas lapang, kembali tanah mudah diolah karena daya adhesi dan kohes i tanah keduanya sangat lemah. Demikian pula status air tanah lebih besar dari kondisi jenuh air (tergenang), daya adhesi dan kohesi tanah keduanya sangat lema h sehingga tanah mudah diolah, hanya saja kualitas hasil olahan adalah lumpur, a lat dan kendaraan yang digunakan mudah tergelincir dan tenggelam ke dalam tanah karena daya dukung tanah sangat rendah. Kondisi tanah kering, daya dukung tana h sangat tinggi (mekanik). Tekstur tanah sangat menentukan kelekatan tanah kai tannya dengan status air tanah. Semakin halus kelas tekstur tanah atau semakin tinggi kadar liat suatu tanah maka makin tinggi daya lekat tanah
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
155
terhadap alat pengolah. Konsistensi kelekatan tanah juga dipengaruhi oleh status kadar bahan organik tan ah, makin tinggi kadar bahan organik tanah makin lemah daya lekat tanah, walaupu n kehalusan kelas tekstur semakin halus. Sebaliknya semakin rendah kadar bah an organik tanah, makin rendah daya lekat tanah. 2) Kepadatan Tanah Semakin padat dan keras tanah, semakin sulit tanah itu diolah. Tanah yang pada t sulit diiris dan dikupas oleh mata alat pengolah tanah, diperlukan tekanan/gay a berat yang lebih besar dari alat pengolah untuk masuk ke dalam tanah serta mat a alat pengolah yang lebih tajam dan tenaga untuk menarik alat pengolah yang leb ih besar. Untuk itu semakin sulit/berat tanah diolah karena kepadatan tanah yang besar dapat membuat: a) Waktu yang dibutuhkan lebih lama untuk mengolah. b) Hasil olahan yang jelek, banyak bongkah tanah yang besar. c) enaga dan alat pengolah yang lebih berat.
Diperlukan t
d)
Diperlukan mata pisau alat pengolah yang tajam.
e) Diperlukan biaya yang mahal untuk menghasilkan seedbed dan rootbed y ang optimal per satuan luas areal. Kepadatan tanah yang keras dapat diukur dari kerapatan isi tanah atau Bulk Densi ty (BD) tanah dan konsistensi tanah. BD tanah lebih dari 1.3 g/cm3 termasuk pa dat. Kerapatan isi (BD) tanah ditentukan oleh tekstur, struktur, bahan organik tanah yang menentukan ruang pori total tanah. Makin padat tanah makin rendah/sed ikit ruang pori tanah, disertai status air yang rendah sampai mencapai konsisten si yang teguh membuat tanah makin sulit untuk diatasi. Dengan demikian untuk m emperbaiki sifat olahan tanah agar mudah diolah dan menghasilkan struktur hasil olahan yang optimal dapat dilakukan melalui :
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah a)
156
Meningkatkan kadar bahan organik tanah
Peningkatan bahan organik tanah dapat ditempuh dengan berbagai cara, yakni langs ung melalui pemberian pupuk organik dan secara tidak langsung melalui perbaikan sistem pertanaman yang dapat mengurangi intensitas pengolahan tanah dan sedapat mungkin dilakukan pengembalian sisa tanaman ke dalam tanah. b) Mengurangi/meminimalkan pengolahan tanah (minimum tillage), seperti yan g diolah terbatas hanya pada alur tempat penanaman benih/bibit, yang lainnya unt uk menekan gulma disemprot dengan herbisida. c) Mengaktifkan kehidupan organisme/mikroorganisme tanah dalam kaitannya dengan penambahan bahan organik ke dalam tanah. d) Mengurangi pemakaian pupuk anorganik dan herbisida e) Tidak dilakukan pem bakaran sisa tanaman. f) Bila dilakukan pengolahan tanah, diusahakan tepat waktu, yakni pada saat k adar air tanah berada pada kisaran 80 % sampai 100 % kapasitas lapang, atau pa da saat tidak terjadi pelekatan tanah pada alat pengolah. g) Mengurangi penggunaan alat berat untuk pengolahan tanah. 3)
Status Air Tanah
Tingkat status air tanah berkaitan erat dengan faktor fisik dan sifat fisik tana h yang menentukan kondisi status air tanah, dalam hal ini kemampuan tanah memega ng dan menyimpan air serta membuang kelebihan air (kapiler dan permeabilitas/per kolasi tanah). Sifat tanah yang berkaitan dengan pembuangan kelebihan air adal ah keadaan pori tanah. Tingkat status air tanah akan menentukan. Pengolahan t anah pada berbagai status air tanah akan menghasilkan olahan dengan kualitas yan g berbeda, waktu penyelesaian pengolahan tanah yang berbeda serta tingkat pemadatan tanah yang berbeda. Hal ini terjadi karena status air tanah mempenga ruhi sifat olahan tanah, antara lain :
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
157
a) Mempengaruhi tingkat kelekatan tanah (konsistensi tanah). Seperti telah d iuraikan pada kelekatan tanah sebelumnya dalam kaitannya dengan pengolahan tanah . b) Mempengaruhi daya dukung mekanik tanah. Telah diuraikan pada bagian pemadat an tanah. c) Mempengaruhi pengirisan dan pengupasan tanah. d) Menentukan laju kecepata n pengolahan tanah. e) Mempengaruhi kekuatan daya adhesi dan kohesi tanah f) Menentukan jenis k endaraan dan alat yang digunakan. g) Menentukan waktu yang tepat untuk diolah. C. Degradasi Tanah dan Pengendaliannya Tanah merupakan media tempat tumbuh tanaman, sehingga untuk pertumbuhan dan perk embangan tanaman yang baik serta memberikan produksi yang tinggi, maka dibutuhka n tanah-tanah yang mempunyai kesuburan fisika, kimia serta biologi tanah yang ba ik. Namun, untuk sekarang ini lahan di daerah tropis masih memiliki produktivi tas yang rendah karena pengolahan yang intensif dan tanpa memperhatikan kaidah konservasi tanah-tanah yang mengalami degradasi fisika, kimia, dan b iologi. Sementara kebutuhan akan pangan terus meningkat seiring dengan me ningkatnya jumlah penduduk. Masalah konservasi tanah adalah masalah menjaga agar tanah tidak terdispersi, da n mengatur kekuatan gerak dan jumlah aliran permukaan agar tidak terjadi pengang kutan tanah. Berdasarkan asas ini ada 3 cara pendekatan dalam konservasi tanah, yaitu (1) menutup tanah dengan tumbuhan dan tanaman atau sisa- sisa tumbuhan aga r terlindung dari daya perusak butir butir hujan yang jatuh (2) memperbaiki dan menjaga keadaan tanah agar resisten terhadap daya penghancuran agregat oleh tumb ukan butir-butir hujan dan pengangkutan oleh aliran permukaan dan lebih besar da yanya untuk menyerap air di permukaan tanah dan (3) mengatur aliran permukaan agar mengalir dengan kecepatan yang tidak merusak dan memeperbesar jumlah air yang terinfiltrasi kedalam tanah.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
158
Metode konservasi tanah dan air dapat digolongkan ke dalam tiga golongan, yaitu: (1) Metode vegetatif; 2) Metode mekanik; 3) Metode kimia. 1.
Metode Vegetatif
Metode vegetative merupakan penggunaan tanaman dan tumbuhan atau bagian bagian t umbuhan atau sisa sisa untuk mengurangi daya tumbuk butir hujan yang jatuh, meng urangi kecepatan dan jumlah aliran permukaan yang pada akhirnya mengurangi erosi tanah. Dalam knservasi tanah dan air metode vegeatif mempunyai fungsi melindung i tanah terhadap daya perusak butir butir hujan yang jatuh dan melindungi tanah terhadap daya perusak air yang mengalir di permukaan tanah serta memperbaiaki ka pasitas infiltrasi tanah dan penahanan air yang langsung mempengaruhi besarnya a liran permuakaan. Metode vegetative dalam konservasi tanah meliputi penanaman dalam strip, penggun aan sisa tanaman, geotekstil, strip tumbuhan penyangga, tanaman penutup tanah, p ergiliran tanaman, agroforestry.
2.
Metode Mekanik
Metode mekanik adalah semua perlakuan fsik mekanis yang diberikan terhadap dan p embuatan bangunan untuk mengurangi aliran permukaan dan erosi, dan meningkatkan kemampuan penggunaan tanah. Metode mekanik dalam konservasi tanah berfungsi untu k memperlambat aliran permukaan, menampung dan menyalurkan aliran permukaan deng an kekuatan yang tidak merusak, memperbaiki atau memperbesar infiltrasi air ke d alam tanah dan memperbaiki aerasi tanah dan penyediaan air bagi tanaman. Meode m ekanik dalam konservasi tanah mencakup pengolahan tanah, pengolahan tanah menurut kontur, guludan dan guludan bersaluran menurut kontur, parit p engelak, teras, dam penghambat, waduk, tanggul, kolam atau balong, rorak, perbaikan drainase dan irigasi dll.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 3.
159
Metode Kimia
Merupakan penggunaan preparat kimia baik berua senyawa sintetik maupun berupa ba han alami yang sudah diolah, dalam jumlah yang relatis sedikit untuk meningkatka n stabilitas agregat tanah dan mencegah erosi. Misalnya salah satu usah a dalam penggunaan senyawa organic sintetik sebagai soil conditi oner dilakukan oleh van Bavel (1950), yang menyimpulkan bahwa senyawa organic si ntetik tertentu dapat memperbaiki stabilitas agregat tanah terhadap air secara e fektif.di antara beberapa macam bahan yang digunakan adalah campuran dimethyl di chlorosilane dan methyl-tricholorosilane yang dinamakan MCS. Bahan kimia ini ber upa cairan yang mudah menguap dan gas yang terbentuk bercampur dengan air tanah. Senyawa ini terbentuk menyebabkan agregat tanah menjadi stabil. Berbagai metode mampu diterapkan dalam konservasi tanah dan air. Dengan teknik tersebut diharapkan tingkat erosi dapat diminimalkan bahkan dicegah. Tentunya d engan menjaga lingkungan menjadi kunci utama dalam pelestarian sumber da ya alam khususnya tanah dan air sehingga tanah dan air dapat dimanfaat kan dengan baik oleh makhluk hidup serta siklus hidrologi yang terus berlangsung.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
160
A. Indikator Penilaian Penilaian dalam penugasan pada modul 11 ini didasarkan pada hasil kerj a perorangan dan kelompok. Penilaian pada bagian ini mencakup 5 % dari nilai ak hir.
B. Contoh Latihan dan Tugas Jelaskan maksud dari pengelolaan tanah bagi produktivitas yang berkelanjutan. Bu atlah dalam bentuk makalah dan dipresentasikan secara berkelompok.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
161
BAB III. PENUTUP
Akhir-akhir ini dengan jelas dunia dengan tragis memberi contoh praktek-praktek pertanian yang tidak berkelanjutan. Kekeringan, banjir, penebangan hutan, serang an hama serangga yang tak terkendali, erosi, dan bencana ekonomi pada sistem produksi makanan mengancam sedikitnya beberapa pertanian daerah pada hamp ir semua negara-negara. Dalam perkembangan dunia, banyak orang meninggal sebagai suatu akibat, jutaan menderita kelaparan dan penyakit, dan perkembangan ekonomi dihalangi oleh kurangnya modal sementara bantuan asing dialihkan pada kebutuhan yang lebih mendesak.
Sumber Pustaka 1.
Sitanala, Arsyad. 2010. Konservasi Tanah Dan Air. IPB press: Bogor.
2.
Foth, H.D. 1990. Fundamentals of Soil Science. 8Ed. John Wiley & Sons.
New York. 3. Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah. Akademika Pressindo. Jakarta. 4. Riquier, J. 1977. Philosophy of the world Assessment of Soil Degradation and Items for Discussion. FAO Soils Bull, Rome.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
162
LAMPIRAN
GARIS BESAR POKOK PENGAJARAN (GBRP) MATA KULIAH : DASAR-DASAR ILMU TANAH (141G2103)
Kompetensi Utama : Memahami dasar-dasar pembentukan tanah, sifat-sifat fisik, kimia dan biologi untuk kepentingan pertumbuhan dan pr oduksi tanaman yang berkelanjutan, konservasi dan pengelolaan lahan. Kompetensi Pendukung ma, ,mengambil keputusan.
:
1. Mempunyai kemampuan berkomunikasi, bekerjasa
2. Mampu mempelajari dan mengembangkan sendiri (self learn) pemahaman tentang pe ngetahuan dasar ilmu tanah bagi kepentingan pertanian. Kompetensi Lainnya : Membentuk pribadi yang bertanggung jawab, sa ling menghargai, kreatif dan berjiwa kepemimpinan.
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
163
Minggu ke Materi Pembelajaran Bentuk Pembelajaran (Metode SCL) Kompetensi Akhir sesi Pembelajaran Indikator Penilaian 1
Bobot Nilai (%)
Konsepsi tanah : Kepentingan tanah Tanah sebagai hasil pelapukan Tanah sebagai medium tumbuh tanaman Tanah sebagai system
tiga fase Kuliah di kelas Diskusi di kelas Tanya jawab Memahami kepentingan Ilmu Tanah dalam system produksi Mampu menjelaskan tanah sebagai suatu system, penyusun tanah, dan tanah sebagai media tumbuh tanaman. Aktivitas 5 mahasiswa dalam berdiskusi Ketepatan dalam menjawab dan menanggapi 2
Pembentukan tanah : Batuan dan bahan induk Proses pelapukan fisik dan kimia Faktor-faktor pembentuk tanah Perkembangan profil
tanah Diskusi kelompok
Mampu memahami proses pembentukan tanah
Aktivitas berdiskusi
5 mahasiswa dalam
Ketepatan dalam menjawab dan menanggapi Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
3
Mineral dalam tanah Klasifikasi mineral tanah
164
Pembentukan mineral Mineral liat Peranan mineral tanah 4 – 5
Sifat fisik tanah :
Tekstur Struktur Konsistensi Porositas Massa Tanah Tata udara tanah Suhu dan warna tanah
6 – 7
Air dalam tanah :
Konsep energi air Tugas perorangan Diskusi kelompok
Kuliah Tugas kelompok, mengumpulkan referensi tentang sifat- sifat fisik tanah yang dib uat dalam bentuk makalah Presentasi hasil kerja kelompok
Kuliah Tugas kelompok Mampu menjelaskan pembentukan mineral, jenis-jenisnya, sifat-sifatnya serta peranannya dalam tanah
Mampu menjelaskan sifat- sifat fisik dasar dari tanah
Mampu memahami sifat- sifat air, retensi dan Aktivitas 5 mahasiswa dalam berdiskusi Ketepatan dalam menjawab dan menanggapi Sistematika tugas 5 paper Kemutakhiran referensi yang digunakan Tampilan presentasi/power point Tampilan presenter Kemampuan menjawab pertanyaan dan tanggapan Sistematika tugas 10 paper Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
165
Penentuan kandungan air tanah Retensi dan pergerakan air tanah Faktor-faktor yang mempengaruhi air dalam tanah Peranan air tanah dalam absorpsi unsur hara.
8 - 9
Sifat-sifat kimia tanah :
Koloid tanah Pertukaran kation Kapasitas tukar kation Reaksi tanah Daya sanggah tanah Kejenuhan basa Presentasi hasil kerja kelompok
Kuliah Tugas kelompok Presentasi hasil kerja kelompok pergerakannya serta peranannya terhadap ketersediaan unsur hara
Mampu memahami berbagai sifat kimia tanah Kemutakhiran referensi yang digunakan Tampilan presentasi/power point Tampilan presenter Kemampuan menjawab pertanyaan dan tanggapan Sistematika tugas 10 paper Kemutakhiran referensi yang digunakan Tampilan presentasi/power point Tampilan presenter
Kemampuan menjawab Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
10
166
Bahan organik : Sumber bahan organik Komposisi bahan organik Perombakan bahan organik Humus Peranan bahan organik
11
Kesuburan tanah dan pemupukan : Faktor-faktor yang mempengaruhi ketersediaan hara Konsep dan bentuk-
Kuliah Tugas kelompok, mengumpulkan referensi tentang bahan organik yang dibuat dalam b entuk makalah/paper Presentasi hasil kerja kelompok
Kuliah pengantar Diskusi kelompok Tanya jawab
Mampu mengidentifikasi sumber bahan organik, proses dekomposisi dan peranannya p ada tanah
Mampu menjelaskan tentang sifat-sifat tanah yang mempengaruhi ketersediaan hara, peranan hara dan kebutuhan hara bagi tanaman pertanyaan dan tanggapan Sistematika tugas 10 paper Kemutakhiran referensi yang digunakan Tampilan presentasi/power point Tampilan presenter Kemampuan menjawab pertanyaan dan tanggapan Sistematika tugas 10 paper Kemutakhiran referensi yang digunakan Tampilan presentasi/power Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
167
bentuk hara yang diserap oleh tanaman Ketersediaan hara dalam tanah Peranan unsur hara dalam tanah Kebutuhan hara tanaman 12 - 13 Klasifikasi dan survey tanah : Dasar klasifikasi Kategori klasifikasi System klasifikasi Survey dan pemetaan tanah
14 - 15
Pengelolaan tanah dan air untuk produktivitas tanah yang tinggi dan
Tugas perorangan/studi literature tentang berbagai jenis tanah Kuliah lapang / pengamatan profil
Tugas kelompok dan studi kasus Tugas presentasi kelompok
Mampu memahami cara klasifikasi tanah menurut berbagai system klasifikasi dan pe metaannya
Mampu menganalisis hubungan produktiviats tanah dan keberlanjutannya
point Tampilan presenter Kemampuan menjawab pertanyaan dan tanggapan
Sistematika tugas 10 paper Kemutakhiran referensi yang digunakan Keaktifan Kemampuan menjawab pertanyaan dan tanggapan Sistematika tugas 10 paper Kemutakhiran referensi yang Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
168
berkelanjutan : Persyaratan karakteristik fisik, kimia, dan biologi tanah bagi pertumbuhan & produktivitas tanaman. Pengelolaan tanah dan air bagi produktivitas tanaman yang berkelanjutan Degradasi tanah dan pengendaliannya dengan pengelolaan tanah
digunakan
Keaktifan Kemampuan menjawab pertanyaan dan tanggapan Ujian akhir Ujian tertulis Penilaian atas 20 jawaban
16
Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah
169