Laporan Praktikum:
INFILTRASI TANAH Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Dasar-Dasar Ilmu Tanah Dosen : Iwan Aminudin, M.Si,
Disusun Oleh :
Nama: PHONIKA ARYATI Nim :10909 :10909200 200000 0006 6
PRODI AGRIBISNIS 2009 FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UIN SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2010 M/1431 H
KATA PENGANTAR
1
Puji syukur kami panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas limpahan nikmat dan karunia-Nya sehingga penulis bisa menyelesaikan penyusunan laporan praktikum ilmu tanah dengan materi Tekstur Tanah. Laporan ini kami susun untuk materi mata kuliah Ilmu Tanah di pergururan tinggi Uin Syrif Hidayatullah Jakarta. Pada saat curah hujan mencapai permukaan tanah seluruh atau sebagian curah hujan akan diserap oleh tanah. Bagian yang tidak diserap oleh tanah akan menjadi limpasan permukaan (mengalir menuju sungai). Air yang masuk kedalam tanah itu disebut infiltrasi tanah (Gerakan air masuk kedalam tanah), Kapasitas infiltrasi setiap permukaan tanah berbeda-beda bergantung pada tekstur dan struktur tanah.
Jakarta 07 November 2010
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman Judul
…………………..……………………………………....1 2
Kata Pengantar
………………….……………………………………….2
Daftar Isi
…………………..………………………………………3
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang
………………………………………….4
1.2
Tujuan Laporan
………………………………………….4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
………………………………………….5
BAB III METODE PRAKTIKUM 3.1
Dasar Teori
………………………………………….6
3.2
Alat dan Bahan
………………………………………….7
3.3
Cara Kerja
………………………………………….8
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN PRAKTIKUM 4.1
Hasil
………………………………………….10
4.2
Pembahasan
………………………………………….11
BAB V PENUTUP 5.1
Daftar Pustaka
Kesimpulan
………………………………………….16
………………………………………………………….17
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Permasalahan 3
Air yang jatuh sebagai hujan tidak semuanya dapat mencapai permukaan tanah; sebagian tanah oleh vegetasi dan bangunan, sebagian air yang mencapai permukaan tanah akan masuk kedalam tanah dan manjadi air tanah melalui proses infiltrasi; sebagian lagi mengalir kebadan air sebagai air permukaan. Masuk nya air kedalam tanah dibantu dengan gravitasi dalam tanah, Laju infiltrasi air ke dalam tanah, berhubungan dengan pengisian kembali tanah oleh air hujan atau oleh air irigasi, sangat penting khusus nya untuk tanaman pertanian. Karena tanaman sangat memerlukan air untuk memecahkan zat-zat yang terkandung didalam tanah sarta untuk kelembapan tanah itu sendiri.
1.2 Tujuan Pembahasan 1.
Memenuhi tugas matakuliah dasar-dasar ilmu tanah.
2.
Mengetahui Tentang infiltrasi tanah dan Proses nya.
3.
Mengetahui Kapasitas resapan air dalam tanah melalui Infiltrasi tanah dan Kecepatan Resapan Air di tanah yang berbeda-beda.
1.3 Metode Pengumpulan Data. a. Pengamatan Secara Langsung. b. Studi Kepustakaan. c. Melalui Internet.
II. TINJAUAN PUSTAKA Bahan sementasi dan hipa yang dihasilkan dari kegiatan mikroorgnisme menyebabkan terjadinya agregasi tanah dan stabilitas agregat meningkat sehingga 4
infiltrasi air lebih besar dan limpasan permukaan, serta erosi dapat ditekan. Pori makro yang dihasikan aktivitas cacing tanah, semut, dan rayap meningkatkan infiltrasi air dan menekan terjadinya air limpasan dan erosi. (Smith, at aal . 1992). Teori Infiltrasi tanah yang menekan kan bahwa perkolasi air melalui lapisan bawah tanah (subsoil), dapat menghasilkan mata air; bukan hutan yang menghasilkan mata air (Coster. 1938) Dibawah zone transmisi, adalah zone pembasahan (wetting zone) dengan kadar air tanali meningkat secara cepat, mengikuti lamanya waktu infiltrasi. Zone pembasahan ini berakhir pada daerah basali. Dengan mempertimbangkan infiltrasi air ke arah honzontal dari sebuah media yang berpori dengan permebilitas jenuh {saturated permeability) k dan porositas rj, Brand (1982: 35) berdasarkan Lumb
(1962). Knapp (1978: 69) menyebutkan bahwa Hewlett dan Hibbert (1963) yang meneliti infiltrasi dan redistribusi kadar kebasahan tanah pada lereng, telah menyimpulkan bahwa sementara bagian atas lereng secara cepat berkurang kejenuhannya dan secara asimtot mendekati keadaan keseimbangannya, bagian bawah segera mengembangkan kadar air yang tetap stabil dengan nilai mendekati keadaan jenuh Percobaan ini dilakukan dengan model berupa lempeng tanah yang seragam, dimana kadar kebasahan digabungkan dengan ketebalan lempeng dan karena itu, tidak menggambarkan perbedaan kadar kebasahan yang tegak lurus terhadap bidang miring lereng. Produksi Polisakarida yang bersifat lekat sehingga membantu agregasi tanah (meningkatkan porositas dan infiltrasi udara dan air, serta menurunkan kehilangan akibat erosi. (Rachman Sutanto. 2003)
INFILTRASI TANAH A. Dasar Teori 5
Infiltrasi adalah proses masuknya air ke dalam tanah. Air yang telah ada di
dalam tanah kemudian akan bergerak ke bawah oleh gravitasi dan disebut dengan perkolasi . Laju infiltrasi air ke dalam tanah, dalam hubungannya dengan
pengisian kembali tanah oleh air hujan atau oleh air irigasi, sangat penting. Apabila daya infiltrasi tanah besar, berarti air mudah meresap kedalam tanah, sehingga aliran permukaan kecil. Akibat erosi yang terjadi juga kecil. Daya infiltrasi tanah dipengaruhi oleh pororitas dan kemantapan struktur tanah. Karena bentuk struktur tanah yang membulat (granuler, remah, gumpal membulat), menghasilkan tanah dengan pororitas tinggi sehingga air mudah meresap kedalam tanah, dan aliran permukaan menjadi kecil, sehingga erosi juga kecil. Demikian pula tanah-tanah yang mempunyai struktur tanah yang mantap (kuat), yang berarti tidak mudah hancur oleh pukulan-pukulan air hujan, akan tahan terhadap erosi. Sebaliknya struktur tanah yang tidak mantap, sangat mudah hancur oleh pukulan air hujan, menjadi butiran-butiran halus sehingga menutup pori-pori tanah. Akibatnya air infiltrasi terhambat dan aliran permukaan meningkat yang berarti erosi juga akan meningkat. Laju Infiltrasi dan Kapasitas Infiltrasi
Laju infiltrasi (infiltration rate) dan kapasitas infiltrasi (infiltration
capacity) adalah besaran kuantitas infiltrasi, dimana kapasitas infiltrasi adalah laju infiltrasi maksimum unruk suatu jenis tanali tertentu sementara laju infiltrasi adalah laju infiltrasi yang nyata pada tanah tersebut. Laju infiltrasi tergantung pada kondisi permukaan dan bawah permukaan tanah. Faktor terpenting adalah stabilitas pori-pori pada permukaan tanali dan laju transmisi air lewat tanah. Secara fisik, ada empat faktor yang mempengaruhi laju infiltrasi dan kapasitas infiltrasi tanah, yaitu: (1) Jenis tanah, (2) Kepadatan tanah, (3) Kelembapan Tanah, (4) Tutup Tumbuhan. Namun Setiap Jenis tanah mempunyai laju infiltrasi
karakteristik yang berbeda dan bervariasi tergantung pada karakterisrik tanah tersebut. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju infiltrasi adalah; kandungan air awal, permeabilitas permukaan tanah, kondisi internal seperti ruang pori dan kemerekahan koloid tanah, serta kandungan bahan organik tanah, juga lamanya
6
air hujan atau pemberian air irigasi. Dalam mengukur laju kecepatan infiltrasi tanah dilapangan dapat dinyatakan dengan: w : Berat air/volume air. V : Kecepatan air. t : Waktu kecepatan resapan air. Hal tersebut dinyatakan dalam:
V= w t Misal: Kecepatan air meresap/laju infiltrasi air kedalam tanah 30 detik, dan volume air dalam percobaan sebanyak 2 liter. Tentukan berapa kecepatan laju infiltrasi air kedalam tanah dalam satuan Liter/menit. Jawab: 2 liter = 4 liter/menit 0,5 menit 30 detik dijadikan menit menjadi 0,5 menit. Semakin kecil laju infiltrasi maka semakin subur tanah tersebut karena banyak mengandung unsur hara dan pori-pori yang baik untuk tanaman pertanian khusus nya. B. Tujuan Praktek -
Mengetahui kecepatan resapan air yang masuk dalam tanah (Infiltrasi tanah) di tanah yang berbeda-beda.
-
Dapat mengetahui laju infiltrasi dan Peroses infiltrasi tanah serta faktor penyebabnya.
C. Alat dan Bahan
D.
-
Literan yang dilubangi dua arah (atas dan bawah) yang berukuran 2 liter.
-
Ember penampung air
-
Gelas mili liter/ gelas piala 200 ml
-
Air
-
Gayung
-
Stop Watch
Cara Kerja
7
Dalam percobaan praktikum ini di awali dengan mencari lokasi mana yang akan diambil untuk pengujian kecepatan laju infiltrasi tanah, diantara nya lokasi pada lahan Tanah olahan (OT), dan lokasi pada lahan tanpa olah Tanah (TOT). sampel lahan tersebut diambil untuk perbandingan kecepatan dan kesuburan tanah. Biasanya pada tanah Olahan laju infiltrasi lebih cepat ketimbang pada lahan Tanpa olah tanah. Sebelum percobaan dimulai siapkan air sebanyak 2 liter dan ditampung didalam ember penampung air. Selanjutnya percobaan dimulai pada lahan olahan dengan cara Menancapkan Literan Besi kedalam tanah namun diusahakan jangan sampai air yang akan dituangkan tidak bocor dan dalam menancapkan jangan terlalu dalam kira-kira 1-2cm. Berikut gambar literan besi
saat ditancap kan ke dalam tanah.
Setelah Literan di tancapkan didalam tanah tuang air yang ada didalam ember penampung secara perlahan dengan menggunakan Gelas mili liter/Gelas Piala 200ml, degan diukur terlebih dahulu masa air yang dituangkan sebanyak 2 liter, dan tuang secara berangsur-angsur sampai air memenuhi Literan besi.
8
Berikut Gambar cara menuangkan air kedalam literan besi.
Setelah literan terisi penuh, secara bersamaan hitung kecepatan resapan air yang masuk dalam tanah (infiltrasi) dengan menggunakan Stop Watch, kemudian tunggu air yang meresap tersebut sampai air benar-benar teresap semua kedalam tanah sambil memperhatikan laju kecepatan air tersebut dengan Stop Watch. Setelah ai benar-benar telah habis teresap oleh tanah maka dengan cara bersamaan pula Stop Watch di berhentikan. Kemudian Catat berapa lama laju infiltrasi tanah tersebut kemudian hitung kecepatan nya dengan satuan Liter/menit. Hal yang perlu diperhatikan: kebocoran pada literan sering terjadi apabila kita tidak teliti dengan seksama karena dalam penghitungan kecepatan laju infiltrasi ini tidak dibenarkan apabila literan tersebut bocor dan perlu pengulangan percobaan jika hal tersebut terjadi. Jika terjadi kebocoran air biasa nya keluar sangat cepat dari sisi-sisi literan.
Berikut Gambar Literan yang telah dipenuhi air dan proses penungguan:
9
Setelah kita mengetahui hasil dari percobaan pertama pada lahan tanah Olahan (pohon singkong), percobaan selanjutnya dilakukan pada lahan Tanpa olah tanah dengan cara metode yang sama pada tanah olahan, setelah hasil keduanya didapat bandingkan dan perhatikan dengan sesama faktor apa yang membedakan dari hasil keduanya. Maka dari itu di pembahasan akan dijelas kan faktor-faktor apa saja yang menyebabkan nya. C. Hasil
Kelompok
Vegetasi
Jenis Lahan Percobaan T.O.T
1&6
2&7
1
Rumput
2
Pohon singkong
1
Pepaya
2
Pohon singkong
Kecepatan Infiltrasi (menit/liter)
O.T
0,25
0,36
0,039
0,060
10
3&8
4&9
5 & 10
11 & 12
1
Jagung
2
Sawi
1
Jagung
2
Lahan tergenang
0,041
1
Rumput Tergenang
0,043
2
Jagung
0,56
1
Jagung
0,88
2
Lahan Tergenang
0,065
0,44
0,17
0,36
2.2 PEMBAHASAN Infiltrasi merupakan Peroses masuk nya air atau meresapnya air kedalam tanah melalui pori-pori tanah. Laju gerak air menembus tanah atau konduktivitas hidrolik, dapat berkurang dengan makin berkurangnya ruang pori. Gerak air menembus tanah pada status air di atas kapasitas lapang terutama dikendalikan oleh potensial gravitasi, dan potensial matrik pada status air di bawah kapasitas lapang. Konduktivitas hidraulik menurun dengan cepat, dengan semakin menurunnya potensial air, sehingga gerak air sangat lambat pada tanah kering dan praktis berhenti pada potensial air sekitar –15 bar. Pada tanah yang sangat kering, air hanya bergerak sebagai uap. Perbedaan temperatur antara permukaan tanah dengan horizon yang lebih dalam mampu menggerakkan air (uap) ke atas pada musim dingin dan ke bawah pada musim panas. Bila dalamnya permukaan air tanah sekitar satu meter, gerak air ke atas cukup memadai untuk kebanyakan tanaman. Kuantitas air yang mampu diserap oleh tanah sangat tergantung pada
11
kondisi fisik tanah misalnya, bobot isi (daya tanah melarutkan air), infiltrasi (daya tanah meresap kan air), porositas (jumlah volume udara yang terkandung dalam tanah), dan struktur tanah(bentukan hasil penyusunan butiran-butiran tanah). Sebelum mencapai kejenuhan, air masih dapat diserap oleh tanah. Jika telah melebihi kejenuhan, air hujan yang jatuh ke permukaan tanah akan dialirkan sebagai limpasan permukaan (surface run off), ke badan air. Air yang masuk kedalam tanah akan mencapai akifer. Air hujan yang jatuh kebumi dan menjadi air permukaan memiliki kadar bahan-bahan terlarut atau unsur hara yang sangat sedikit. Karena air hujan biasa nya asam, dengan Ph 4,2. Hal ini disebabkan air hujan melarutkan gas-gas yang terdapat diatmosfer misalnya CO 2, Sulfur (S), dan nitrogen oksida (NO 2). Yang dapat membentuk asam lemah (Novotny dan Olem , 1994). Setelah jatuh kepermukaan bumi, air hujan mengalami kontak dengan tanah dan melarut kan bahan-bahan yang terkandung didalam tanah. Struktur tanah mempengaruhi laju infiltrasi air kedalam air. Daya penahan air adalah banyaknya air yang di tahan oleh tanah kering yang halus. Hal ini dinyatakan dengan gr air per 100gr tanah halus dan kering. Contoh: -
Tanah berpasir bisa menahan 18-19 gr air per 100gr tanah.
-
Tanah yang baik rata-rata bisa menahan 27-29 gr per 100gr tanah
-
Tanah berliat bisa menahan air sekitar 56-80gr per 100gr tanah
-
Sedang tanah yang berhumus bisa menahan air lebih dari 100gr per 100gr tanah.
Maka dari itu daya tahan air pokoknya tergantung dari tekstur tanah. Jumlah total yang dapat ditahan tergantung dari daya tahan dan dari dalam nya tanah. Maka permeabilitas dinyatakandengan kecepatan air turun sampai kelapisan tanah yang terbawah, dan ini tergantung dari; o
Tekstur tanah, ingat bahwa tanah liat kurang permeabilitas bila disbanding
dengan tanah pasir. o
Struktur tanah, ingat pada tanah yang padat kurang permeabel dari tanah
yang gembur. 12
Sebagai contoh tanah berpasir yang sangat permeabel, turunnya air dengan kecepatan 50-60 cm perjam, sedangkan pada tanah lempung berliat hanya 0,6 cm per jam. Daya pengikat air dan permeabilitas adalah data-data yang sangat penting dalam soal irigasi (maksudnya air siraman bukan sawah), karena daya pengikat air menentukan berapa banyaknya air yang dibutuhkan, sedang permeabilitas menentukan kecepatan waktu dimana air itu dibutuhkan. Pada umumnya jenis tanah Iempung mempunyai Iaju infiltrasi yang rendah sedangkan pada tanah berpasir laju infiltrasinya tinggi. Jenis tanah yang sama tetapi dengan kepadatan yang berbeda akan mempunyai laju infiltrasi yang juga berbeda. Makin padat tanah tersebut, semakin kecil laju infiltrasi yang terjadi Kelembaban tanah yang selalu berubah setiap saat juga mempengaruhi laju infiltrasi yang terjadi. Makin tinggi kadar air di dalam tanah, laju infiltrasi tanah tersebut makin kecil. Dengan demikian dapat dimengerti bahwa semakin lama, laju infiltrasi akan semakin kecil. Pengaruh tanaman di atas permukaan tanah ada dua, yaitu yang berfungsi menghambat aliran air di atas permukaan sehingga kesempatan berinfiltrasi lebih besar, dan tumbuhan dengan sistem akar-akaran yang dapat lebih menggemburkan tanah, sehingga semakin baik tutup tanaman yang ada, makin tinggi laju infiltrasi yang terjadi. Air yang memasuki tanah yang kering berasal dari permukaan tanah, dengan jalan masuk yang tetap yaitu pori-pori tanah. Meskipun jumlah pori-pori dapat dianggap tetap, tetapi volume pori dapat berubah-ubah. Pada tanah lempung, swelling akibat pembasahan dapat mengurangi volume pori-pori tanah berukuran besar yang mempengaruhi laju infiltrasi dan kapasitas infiltrasi. Berikut Sekilas Proses Distribusi Air Selama Infiltrasi Ketika air hujan jatuh kepermukaan tanah yang kering, tidak ada air yang masuk lewat permukaan tanah sampai lapisan adsorbed film pada pemukaan tanah terbentuk. Hanya setelah lapisan itu terbentuk air akan bergerak lewat tanah dengan gaya gravitasi. Karena gaya-gaya pendorong yang merupakan gabungan dari defisiensi tekanan pori dan gaya gravitasi, infiltrasi dimulai dengan laju yang 13
tinggi. Laju infiltrasi akan berkurang setelah lapisan adsorbed film itu jenuh, dan akhimya bertahan pada laju konstan yang rendah jika hujan tetap berlangsung dengan konstan, Bagian permukaan sekitar 1 cm berada dalam keadaan jenuh yang disebut dengan zone jenuh, dan sweffing terjadi pada tanah lempung yang mengakibatkan bertambahnya kadar air tanah pada lapisan ini. Di bawah lapisan ini, kadar air menurun secara drastis ke 70-80% derajat kejenuhan, yang merupakan kadar air yang berada antara jenuh dan kapasitas lapangan. Lapisan ini disebut zone transmisi dan kadar airnya tetap konstan atau berkurang sedikit demi sedikit terhadap kedalaman seiring dengan bertambahnya kedalaman pembasahan. Teknik Pengukuran Kadar Air Tanah
Kemampuan mengukur mengendalikan suplai air tanah kepada tanaman merupakan dasar untuk meningkatkan efisiensi penggunaan air, juga dasar untuk telaah lebih lanjut mengenai hubungan antara air dan tanaman. Besaran terbaik untuk mengukur ketersediaan air bagi tanaman adalah potensial air. Komponen utama dari potensial air tanah adalah potensial matrik dan potensial zat terlarut. Di daerah humida potensial matrik merupakan komponen utama, akan tetapi di daerah arid potensial zat terlarut atau potensial osmosis seringkali merupakan komponen penting dalam total potensial air tanah. Pada saat curah hujan mencapai permukaan tanah seluruh atau sebagian curah hujan akan diserap oleh tanah. Bagian yang tidak diserap oleh tanah akan menjadi limpasan permukaan (mengalir menuju sungai). Kapasitas infiltrasi setiap permukaan tanah berbedabeda bergantung pada tekstur dan struktur tanah. Sebelum air diloloskan “(meresap) kedalam tanah, pada dasarnya ditahan terlebih dahulu oleh butiran tanah hingga tanah menjadi lembab. Air didalam tanah ditahan oleh gaya absorbsi permukaan butir-butir tanah dan tekanan antara molekul air. Banyaknya air yang dapat dikandung oleh tanah disebut kapasitas menahan air. Jika infiltrasi lebih besar dari kapasitas menahan air yang minimum maka air itu akan terus kepermukaan air tanah (perkolasi). Akan tetapi jika infiltrasi itu lebih kecil, air akan tertahan dalam tanah dan tidak terjadi perkolasi. Kapasitas menahan air yang minimum tersebut disebut kapasitas menahan air normal. 14
Air yang dapat bergerak dalam tanah adalah air kapiler dan air gravitasi. Air gravitasi bergerak dalam ruang tanah oleh karena gravitasi. Jika ruang-ruang itu telah jenuh dengan air, air tersebut akan bergerak kebawah. Factor-faktor yang mempengaruhi infiltrasi; 1.
Tumbuh-tumbuhan. Jika permukaan tanah tertutup oleh pohon-pohon dan rumput, infiltrasi dapat dipercepat.
2. Jumlah air yang teredia di permukaan tanah. 3. Sifat permukaan tanahtermasuk kelembapan tanah. Jika tanah belum lembap, infiltrasi akan melembapkan dulu tanah dibagian atas. Pemampatan oleh curah hujan. Gaya pukulan butir-butir hujan mengurangi kapasitas infiltrasi karena akan memberi efek pemampatan pori tanah oleh butiran kecil yang terpencar akibat pukulan butiran hujan.
15
KESIMPULAN
Air yang hujan yang jatuh kepermukaan bumi tidak sepenuhnya dapat diserap oleh tanah, sebagian mengalir ke sungai. Laju infil trasi tanah tergantung pada faktor-faktor yang ada diatas permukaan tanah tersebut dan besarnya poripori tanah. Hal ini berkaitan dengan butiran pori tanah pada permukaan tekstur tanah. Maka dari setiap Tanah memiliki berbagai macam perbedaan pada laju kecepatan resapan/infiltrasi tanah hal tersebut tergantung pada tekstur tanah itu. Namun pada tanah yang memiliki laju kecepatan menyerap air lebih baik maka tanah tersebut dapat dikatakan subur, sebaliknya pada tanah yang tidak subur maka laju kecepatan resapan air/infiltrasi terlihat lambat, percobaan telihat jelas pada tanah liat dan lempung hal itu dikarenakan oleh kepadatan unsur dari tanah tersebut.
16
DAFTAR PUSTAKA
Arif, Arifin. 2001. Hutan dan Kehutanan. Yogyakarta: Kanisius Media. Effendi, Hefni. 2003. Telaah Kualitas Air. Yogyakarta: Kanisius Media. Hardjowigeno, H. Sarwono. 2000. ILMU TANAH. Jakarta: Akademika Pressindo. Hardjowigeno, H. Sarwono. 2003. ILMU TANAH. Jakarta: Akademika Pressindo. Suhardi. 1983. Dasar-Dasar Bercocok Tanam. Yogyakarta: Kanisius Media Sutanto, Rachman. 2002. Pertanian Organik. Yogyakarta: Kanisius Media. Sutanto, Rachman. 2005. Dasar-Dasar Ilmu Tanah Konsep dan Kenyataan. Yogyakarta: Kanisius Media Yani, Ahmad dan Mamat Ruhimat. 2007. Geografi Menyingkap Fenomena Geosfer. Bandung: Grafindo Media Pratama.
17
