REFERENSI 24/03/2009 STRUKTUR TANAH. gumpalan tanah yang berasal dari partikel-partikel tanah yang saling

Transkripsi

1 24/03/2009 Jurusan Ilmu Tanah FP UNS REFERENSI Robert E. White Priciples and Practice of Soil Science. Brady & Weil Elements of The Nature and P Properties ti off SSoils. il Rattan Lal & Manoj K. Shukla Principles of Soil Physics. Undang Kurnia dkk Sifat Fisik Tanah & Metode Analisisnya. Dwi Priyo Ariyanto dp_ariyanto@yahoo.com STRUKTUR TANAH STRUKTUR TANAH Merupakan gumpalan tanah yang berasal dari partikel-partikel tanah yang saling merekat satu sama lain karena adanya perekat misalnya eksudat akar, hifa jamur, lempung, humus, dll. DEFINISI PEDOLOGI Susunan 3 dimensi dari organomineral TEKNIK Kekuatan dan stabilitas agregat & ruang sebagai bagian dalam padatan, kapasitas menahan, dan permeabilitas EDAPOLOGI Kumpulan agregat/ped dan ruang termasuk ruang ruang antara dan dalam agregat EKOLOGI Ukuran, bentuk, dan kekuatan agregat & pori, kapasitas pori untuk menahan & memindahkan cairan & larutan & materi terlarut, & kemampuan mendukung pertumbuhan & perkembangan vigor akar struktur berkaitan dengan susunan partikel tanah primer menjadi gumpalan yang disebut agregat atau peds Agregat, peds, atau clods adalah partikel sekunder 1

2 PENGAMATAN STRUKTUR TANAH DI LAPANGAN (SSS, 1975) TERDIRI DARI : 1. BENTUK dan SUSUNAN agregat tanah Tipe struktur (lempeng, tiang, gumpal, remah, granuler, butir tunggal, pejal) 2. UKURAN agregat Klas struktur (sangat halus, halus, sedang, kasar, sangat kasar) 3. KEMANTAPAN agregat (kuat lemahnya) Derajad struktur (tidak beragregat, lemah, sedang, kuat) Pembentukan Struktur + Flokulasi (kimiawi) Pembentukan Struktur perekat organik dan anorganik Agregasi Pembentukan Agregat Perekat Organik Sementara Polysacarida Mikrobia Akar Hifa fungi Tetap Humus Komplek organomineral Materi humus dehidrat Kompleks humussesquioksida Anorganik Karbonat Sesquioksida Aluminosilikat Silikat dehidrasi 2

3 Lempung Ca Agregasi pada beberapa ordo tanah ALFISOL Bahan anorganik, polimer organik, Ikatan elektronik Sisa mikrobia & fungi Sisa tanaman & fungi Akar & hifa polisakarida Tisdall & Oades, 1982 Agregasi pada beberapa ordo tanah ALFISOL, MOLLISOL Sisa mikrobia, bahan anorganik Sisa tanaman Seresah tanaman Akar & hifa Oades & Waters Agregasi pada beberapa ordo tanah OXISOL Oksida/sesquioksida a Oades & Waters b Robert & Chenu 3

4 Agregasi pada beberapa ordo tanah Vertisol Bahan organik Agregasi pada beberapa ordo tanah Andisols Alofan & aluminosilikat Collis George & Lal Collis George & Lal Tipe/bentuk Spheroidal (bulat) granular prismatik Gumpal membulat Lempeng Prismatik Gumpal menyudut Kolumner Tipe Struktur BULAT/BOLA (Spheroidal) Banyak dijumpai pada horison A Dipengaruhi adanya bahan organik Dipilahkan menjadi granular dan crumb Simbol gr Pengelolaan yang jelek Granular Masif Horizon Permukaan 4

5 Pemadatan Horizon Permukaan Terbentuk pada hor. E Hasil lapukkan bahan induk atau karena pemadatan Struktur Lempeng tekanan Struktur Lempeng Struktur gumpal (blocky) (horizon bawah permukaan) Struktur horisontal lebih panjang/besar dibanding vertikalnya Lempeng tersusun secara paralel pada permukaan Typical Symbol (pl or PL) Terbentuk pada horison B Khususnya terbentuk di daerah basah Terdiri dari menyudut & membulat BLOCKY SUBANGULAR OR ANGULAR Baji (Wedge Structures) Subangular Blocky the three dimensions are about the same size, but polyhedrons are subrounded. Symbol (sbk) Angular Blocky the three dimensions are about the same size, but edges are shape and faces appear flattened. Symbol (abk) Elliptical Interlocking lenses that terminate in acute angles, bounded by slickensides. This structure is Not limited to Vertic martials or Vertisols. Symbol: WEG Soil: Has a High Clay Content with Expanding clays. 5

6 Struktur Lapisan Bawah Prismatik Pertambahan panjang ke arah vertikal tekanan lateral > tekanan vertikal Ditemukan pada hor. Bdengan iklim arid semiarid PRISMATIC STRUCTURE SYMBOL PR OR PR Photo 1 X Y Z Typically associated with fragipan and other similar horizons. These are prismlike Structural units where the length and width is significantly Less than the depth. (Vertical Structures) These structures have flat tops or caps. Water movement tends to be associated with movement along the vertical contact between units. Photo 2 A soil with a prismatic structure may also have secondary structural units Photo 2 has a platy secondary structure. COLUMNAR SYMBOL CPR OR COL STRUCTURELESS (0) Y Z X Prism-like structural units where the length of the unit in the x and y direction are much less than the z direction. Single Grain (non-coherent) Massive (coherent mass) Massive - Rock Controlled Fabric- May be a saprolite. The units tend to have rounded tops. SINGLE GRAIN SYMBOL SG OR SGR MASSIVE SYMBOL M OR MA Lacks Structure Loose On rupture more than 50 % of the mass is single Grain example eamplebeach sand. Structureless material that is coherent, but is not cemented. Material is NON Coherant. 6

7 MASSIVE ROCK CONTROLLED FABRIC Structureless material that is coherent, but is not cemented or weakly cemented In this case the material contains the original apperance of the bedrock material, but lacks the strength. Possible Cr Horizon Saprolite SOIL STRUCTURE SIZE Very Fine (Very Thin) Fine (Thin) Medium Coarse (Thick) Very Coarse (Very Thick) Section of Size Criteria Depends on the Structural Units. SOIL STRUCTURE SIZE (GRANULAR AND BLOCKY) Image Source: NRCS, Ver. 2.0, 2002 SOIL STRUCTURE SIZE (PLATY AND PRISMATIC) Image Source: NRCS, Ver. 2.0, 2002 Derajad kekuatan Tak berstruktur Tidak ditemukan bentuk struktur, masif jika lengket atau butiran tunggal Lemah Ketika disentuh mudah hancur dalam < 1/3 bagian, banyak pecahannya, & banyak yang bukan agregat Sedang Saat disentuh tanah pecah dalam bagian berstruktur & bagian kecil yang tidak beragregat 1/3 1/2 bagian Kuat Pada saat diremas masih berupa pecahan berstruktur Derajad kekuatan Kohesi iintra ped 7

8 Bobot Isi (kerapatan isi) Tanah Organik b ρ 0.8 Mg m -3 Lapisan bawah yang mampat b ρ 1,7 Mg m -3 Kerapatan Tanah (Soil Density) Inceptisol, Sumberjaya (Foto: M van Noordwijk) KERAPATAN TANAH Kerapatan tanah (density) adalah bobot padatan suatu obyek dibagi volume padatan. Kerapatan ada 2 : (1) Bobot jenis (partikel density) (2) Bobot Volume (bulk density) Partikel density (PD) adalah bobot padatan tanah (solid, without pore) dibagi dengan volumenya (solid, without pore) PD kebanyakan tanah adalah 2,6 2,7 g/cm3 Kepadatan padatan (solid) tanah mendekati kepadatan kuarsa (2,6 gr/cm 3 ) karena kebanyakan mineral tanah adalah mineral silikat Adanya besi dan mineral berat lainnya (seperti olivin) cenderung meningkatkan PD. FAKTA MENGENAI BOBOT ISI Tanah berpasir memiliki BI yang agak tinggi Dipengaruhi oleh volume mineral dan cara tersusunnya (packing) Bahan organik menurunkan BI Histosols memiliki BI kurang dari 1 Mg m 3 (g cm 3 ) Tanah yang terdiri dari campuran berbagai ukuran partikel bisa memiliki BI tinggi Campuran kerikil halus dan lempung dapat dimampatkan sampai memiliki BI ~2 Mg m 3 Nilai BI umumnya bertambah besar pada lapisan lebih dalam Bulk Density / Bobot Volume (BV) Bobot volume menggunakan bulk volume (volume total) Volume padatan tanah dan ruangan pori Tergantung bagaimana susunan partikel Particle Density / Bobot Jenis Padatan (BJ) NILAI BV YANG UMUM Nilai berikut dijumpai pada tanah yang masih alami atau tanah pertanian yang tidak mengalami pemadatan Tekstur Bobot Volume (Mg m -3 ) Berpasir 1,5-1,8 Berlempung 1,3-1,6 Bobot jenis partikel menggunakan volume padatan Tidak tergantung bobot isi tanah Tergantung komposisi mineralogi Nilai umumnya 2,65 2,7 Mg m -3 Berliat 1,1-1,4 8

9 TANAH ITU BERAT! Histolsol Hitunglah massa sebidang tanah kering Satu hektar lapisan olah tebal lapisan olah = 15 cm b ρ 1,20 Mg m -3 Berat 1 ha = 10 4 m 2 x 0,15 m x 1,2 Mg m -3 = 180 Mg = 180 ton Perlu berapa truk??? Kisaran Bobot Volume (Mg/m3) Andisol Bukan budidaya (hutan & semak) Air Hor. A geluhan & Ap Oxisol lempungan Geluhan & lempungan yang dibudidayakan Lempungan Pasiran & geluh pasiran yang dibudidayakandid Geluh debuan Hambatan penetrasi akar Geluh pada tanah lembab pasiran Vertisol Pasiran Fragipan kering Beton BJ mineral kuarsa Pengaruh Struktur Tanah Produkstivitas tanah Ongkos produksi Standar hidup Keberlanjutan Kualitas Air Bentang lahan Infrastruktur Keseimbangan Air Efek rumah kaca Ekonomi global Ruang Pori Makro (macropores) Pasir yang homogen Agregat Liat Ruang Pori Mikro (Micropores) + Flokulasi Agregasi Porositas Internal Bulk Density (BD) : bobot padatan (pada kering konstan) dibagi total volume (padatan + pori) BD tanah yang ideal berkisar antara 1,3-1,35 g/cm 3. BD pada tanah berkisar > 1,65 g/cm 3 untuk tanah berpasir ; 1,0-1,6 g/cm 3 pada tanah geluh yang mengandung BO tanah sedang tinggi BD mungkin lebih kecil dari 1 g/cm 3 pada tanah dengan kandungan BO tinggi. BD sangat bervariasi antar horizon tergantung pada tipe dan derajat agregasi, tekstur dam BO tanah. Bulk density sangat sensitif terhadap pengolahan tanah. Tillage benar, BD turun dan sebaliknya. 9

10 POROSITAS TANAH Distribusi, kontinuitas pori menentukan aliran air dan udar Persen pori 50% merupakan kondisi ideal tanah dimana setengahnya makro pori untuk meneruskan air karena adanya gravitasi dan setengahnya mikropori i untuk menahan air dari tarikan gravitasi i Tanah mineral normalnya 30-60% Jumlah pori ditentukan oleh tekstur dan tipe lempungnya Porositas (%) = (1-BD/PD) X 100 % POROSITAS Nilai BI dan Porositas volumeof pore space m φ = = bulk volumeof soil m ρb φ = 1 ρ Tekstur Tanah Bobot Isi (Mg m -3 ) Porositas (m 3 m -3 ) Berpasir 1,5-1,8 0,4 0,3 p 3 3 Berlempung 1,3-1,6 0,5 0,4 Berliat 1,1-1,4 0,6 0,5 TILLAGE (PENGOLAHAN TANAH) Dapat memperbaiki sifat tanah atau dapat juga berpengaruh negatif misal menimbulkan erosi Dapat meningkatkan BD atau kerapatan tanah dan menghancurkan struktur Efek deep tillage (90 cm) terhadap nilai BD tanah Any Question? 10