9) Morfologi Tanah 9 1) Pendahuluan Morfologi membahas tentang bentuk dan susunan (arrangement) roman (feature) tanah. Mikromorfologi menggunakan teknik mikro (e.g. irisan tipis) dan pengukuranpengukuran lain dilaboratorium. Morfologi lapangan (field morphology) adalah pengajian roman morfologi tanah melalui pengamatan, deskripsi dan intepretasi dilapangan. Pengamatan mungkin dapat perkuat dengan menggunakan alat-alat bantu misalnya kaca pembesar (loupe) dan pengujian-pengujian sederhana seperti ph, pengujian karbonat dll. Sebagai tambahan dari pengamatan dan pengujian dilapangan biasanya dilanjutkan dengan analisis laboratorium dengan instrumen-instrumen canggih untuk menentukan sifat-sifat kimia, fisika dan biologi cuplikan tanah yang bersangkutan. Meskipun demikian kualitas pengamatan lapangan dan pengambilan cuplikan tanah akan menentukan kebergunaan analisis laboratorium. Mata yang jeli yang dapat menangkap bentukan-bentukan khusus dan hubungannya dengan roman tanah yang lain dan tangan yang terampil sehingga dapat membedakan sifat-sifat fisik tanah dengan baik sangat diperlukan dan hanya dapat diperoleh dengan latihan. Dalam Bab ini akan dibahas terutama morfologi lapangan. Morfologi lapangan dimulai dengan pengamatan proffi tanah. Deskripsi profil dimulai dengan membagi irisan tegak muka tanah menjadi beberapa lapisan (horizon) yang berbeda dalam satu atau beberapa sifat dengan lapisan/horisan yang berada di atas dan dibawahnya. Pemberian batas horizon merupakan proses yang agak subjektif karena perubahan sifat-sifat tanah sering kali berangsur tidak begitu tegas. Dengan demikian kejelasan batas antar horizon tidak selalu tampak dan penentuan batas memerlukan penilaian terpadu dan beberapa sifat tanah sehingga diperoleh batas horizon yang masuk akal. Berikut ini adalah beberapa pengamatan sifat-sifat tanah yang perlu dilakukan mengikuti deskripsi profil baku. Ketebalan horizon Karakteristik batas horizon Warna Tekstur Struktur, pori Konsistensi Perakaran ph dan kapur dan kegaraman Roman atau bentukan-bentukan khusus misalnya selaput (coating), nodule, konkresi, cermin sesar (slicken-side) Universitas Gadjah Mada 74
Perbedaan diantara horizon biasanya mencerminkan tipe dan intensitas proses yang telah berlangsung. Idealnya kita harus selalu dapat menentukan hubungan antara proses dan morfologi. Pada beberapa tanah, perbedaan-perbedaan ini tersirat pada perbedaan horizon yang lebih kurang sejajar dengah pemukaan tanah yang lebih lanjut menggambarkan perbedaan jenis dan intensitas proses dalam dimensi vertikal. Meskipun demikian banyak perkecualian-perkecualian terhadap pendapat/kesimpulan seperti di atas. 9.2 Horizon 9.2.1. Horizon Permukaan Diagnostik: Epipedon Untuk tujuan klasifikasi, telah disusun horizon-horizon diagnostik untuk membedakan jenis-jenis tanah. Horizon diagnostik ditentukan atas dasar batas kedalaman tertentu dan/atau sifat tertentu. Horizon permukaan diagnostik disebut epipedon dan dikenal 7 epipedon yaitu: mollic, ochric, mellanic, plaggen, histic, anthropic dan umbric. Epipedon adalah horizon-horizon yang terbentuk pada permukaan dimana struktur batuan telah digantikan oleh struktur tanah, dan mempunyai warna gelap karena pengaruh bahan organik. Horizon ini mungkin tertutupi oleh lapisan tipis (< 50 cm) bahan alluvial atau eolian tanpa kehilangan identitas sebagai epipedon. Catatan: Apabila lapisan penutup merupakan bahan alluvial atau eolian baru dengan ketebalan > 50 cm, maka horizon yang membawahinya dianggap merupakan bagian dari tanah tertimbun (burried soil), yang ditunjukkan oleh huruf b setelah simbol horizon utama, e.g. C, Ab, Eb Horizon apa saja mungkin berada pada permukaan karena tersingkap akibat erosi. Dalam hal ini karena horizon bawahan tersingkap tersebut tidak terbentuk pada permukaan maka horizon tersebut tidak digolongkan dalam epipedon. Kunci sederhana untuk memahami perbedaan antara 7 epipedon diagnostik adalah memusatkan perhatian pada: i. perbedaan antara horizon organik dan horizon mineral ii. pemahaman yang mendalam defmisi epipedon mollic iii. pencermatan kedudukan profil dalam lingkungan bentang darat dan kondisi dimana epipedon-epipedon yang kurang lumrah (umbnic, melanic, anthropic, plaggen) dapat terjadi. Gambar 8.4.2.1. memberikan gambaran tentang kriteria yang digunakan untuk membedakan bahan tanah organik atau mineral. Perhatikan bahwa ketika kandungan lempung meningkat Universitas Gadjah Mada 75
maka jumlah bahan organik untuk memenuhi kriteria tanah organik juga meningkat. Dasar pemikiran dibelakang hal ini menunjukan bahwa (i) pengaruh hakiki ukuran partikel terhadap stabilitas bahan organik di dalam tanah, (ii) kelakuan bahan organik dalam hubungannya dengan ukuran partikel (pengaruh bahan organik makin kuat dengan menurunnya ukuran partikel). Berikutnya ini adalah deskripsi epipedon dan karakteristik utama masing-masing epipedon: Epipedon Histik (histic) : epipedon histik merupakan epipedon yang jenuh air untuk suatu waktu dalam kebanyakan tahun (6 tahun dalam 10 tahun), atau telah mengalami drainase buatan, dan salah satu: Terdiri atas bahan tanah organik dengan ketebalan 20-60 cm dan salah satu mengandung sphagnum 75% atau lebih, atau kerapatan massa (lembab) < 0.1 g/cm 2 ; atau ketebalan 20-40 cm dan memenuhi kandungan C-organik yang tertera pada Gambar 8.4.2.1. Horizon Ap, setelah dicampur sampai kedalaman 25 cm mempunyai kandungan bahan organik 16% atau lebih apabila fraksi mineral mengandung lempung > 60%; atau 8% apabila fraksi mineral tidak mengandung lempung; atau > 8% (% lempung dibagi 7,5) atau lebih apabila fraksi mineral mengandung lempung < 60 %. Epipedon Folistik: Terdiri atas bahan tanah organik Epipedon jenuh kurang dari 30 hari Universitas Gadjah Mada 76
Epipedon Molik (mollic), epipedon molik mempunyai sifat-sifat sebagai berikut: Struktur tanah cukup teguh sehingga 1/2 bagian horizon atau lebih tidak pejal apabila kering. Struktur prisma yang sangat besar dengan diameter 30 cm termasuk dalam pengertian pejal (massive) apabila tidak terdapat struktur sekunder di dalam prisma. Warna patahan dan gosokan (smoothed) mempunyai value Munsell 3 atau kurang (lembab) dan 5 (kering), dan chroma 3. Kejenuhan basa 50 % atau lebih dengan metode NH 4 Oac C-organik 0.6 % pada semua bagian horizon molik, atau 2½ pada lapisan yang memperlihatkan warna molik. Ketebalan: setelah 18 cm bagian teratas dicampur merata memenuhi persyaratan warna dan struktur sebagaimana dimaksud di atas. Kandungan P larut asam sitrat 1% kurang dari 250 ppm P 2 O 5. Batasan ini membedakan molik dengan epipedon anthropik. Rezim lengas tanah: apabila tanah tidak beririgasi, suatu bagian dari epipedon lembab selama 3 bulan atau lebih (kumulatif) per tahun di dalam 8 dari 10 tahun pada saat mana suhu tanah 5 C. Nilai n kurang dari 0.7. Meskipun banyak tanah yang dengan epipedon molik mempunyai drainase buruk, tetapi molik tidak mempunyai kandungan air yang sangat tinggi sebagaimana sedimen yang terus menerus tergenang air sejak saat deposisi. Universitas Gadjah Mada 77
Molik telah memperlihatkan terbentuknya struktur tanah yang berarti drainase internal cukup baik. Epipedon Umbrik (umbric), persyaratan umbrik mirip dengan molik kecuali kejenuhan basa < 50 % Epipedon Anthropik (anthropic), persyaratan anthropik sama dengan molik kecuali kandungan P 2 O 5 larut asam sitrat 1 % lebih dari 250 ppm. Epipedon Plaggen, adalah epipedon yang terbentuk karena penggunaan kandang terus menerus. Warnanya tergantung jenis pupuk kandang yang digunakan. Epipedon Melanik, adalah horizon yang tebal, hitam yang mengandung bahan organik tinggi yang biasanya berikatan dengan unsur logam membentuk komplek humus-logam e.g. aluminium-humus kompleks. Warna hitam yang sangat kuat menandakan akumulasi humus berupa asam humat tipe A. Epipedon Ochrik (ochric), adalah epipedon yang tidak memenuhi persyaratan yang diperlukan oleh salah satu epipedon di atas, tetapi telah memperlihatkan pembentukan horizon pedogenesis permukaan (e.g. struktur tanah, penggelapan warna karena translokasi bahan organik). Universitas Gadjah Mada 78
Bahan-bahan Organik Diagnostik Bahan tanah fibrik (fibric), pada keadaan asli > 2/3 massa tanah terdiri dari serat dan apabila diekstrak dengan natrium pirofosfat menghasilkan larutan hampir jernih. Bahan tanah hemik (hemic), pada keadaan asli 1/3-2/3 total massa tanah terdiri atas serat (fiber). Dekomposisi tengahan antara fibrik dan saprik. Bahan humilluvik (humilluvic), humus illuvial yang terakumulasi setelah pengolahan panjang dan tanah organik masam. Bahan tanah limnik (lininic), bahan ini dapat berupa bahan organik atau inorganic terdeposisikan di dalam air karena kegiatan makhluk air atau diperoleh dari organisme bawah air atau mengambang (floating organisms). Diatome (diatomaceous earth, coprogeneous earth) dianggap sebagai bahan limnik. Bahan tanah saprik (sapric), mengandung serat < 1/3 total massa tanah dan ekstraksi dengan natrium pirofosfat menghasilkan larutan dengan value rendah dan chroma tinggi (> 10YR 7/3). 9.2.2. Horizon Utama (master horizon) Horizon utama diberi tanda dengan huruf besar (kapital), seperti O, A, E, B, C dan R. Horizon O: Horizon ini didominasi oleh bahan organik. Sebagian horizon O terdiri atas seresah seperti daun, ranting dan cabang yang belum atau baru sebagian mengalami dekomposisi. Sebagian lain horizon O terdiri atas bahan organik yang terendapkan dalam lingkungan jenuh air dan telah mengalami dekomposisi. Fraksi mineral dari horizon semacam ini kecil dan biasanya kurang dari setengah berat total. Horizon yang kaya bahan organik yang terbentuk sebagai hasil translokasi bahan organik dalam lingkungan bahan mineral tidak digolongkan ke dalam horizon organik. Horizon A: Horizon mineral yang terbentuk pada permukaan atau di bawah horizon O, yang memperlihatkan kemusnahan semua atau sebagian besar batuan asal. Horizon A memperlihatkan satu atau lebih sifat-sifat sbb: o Akumulasi humus yang bercampur secara mesra dengan fraksi mineral tanah dan tidak dirajai oleh karakteristik horizon E atau B, atau o Sifat-sifat yang dihasilkan akibat kegiatan pengolahan tanah Horizon E: Horizon mineral yang memperlihatkan ciri utama kehilangan lempung silikat, besi, aluminium. Atau kedua-duanya, menyebabkan terkonsentrasinya partikel berukuran pasir dan debu dan berwarna ringan (pucat). Horizon ini memperlihatkan kemusnahan total segala bentuk batuan induk. Universitas Gadjah Mada 79
Horizon B: Horizon dengan kenampakan utama satu atau lebih dari hal-hal sbb: Peningkatan lempung illuvial, besi, aluminium, atau humus Pelindian karbonat Peningkatan residual seskwioksida atau lempung silikat, atau keduanya Selaput seskwioksida cukup memberikan kesan wanna gelap, kuat atau lebih merah dari pada horizon yang mengatasi atau membawahinya. Kombinasi dari hal-hal di atas Horizon C: Horizon mineral yang hanya sedikit terpengaruh oleh proses-proses pembentukan tanah. Tidak memperlihatkan sifat-sifat horizon-horizon O, A, E, atau B. Simbol C juga digunakan untuk saprolite, sedmien atau batuan induk yang tidak keras untuk digolongkan ke dalam R. Bahan yang digolongkan sebagai C mungkin mirip atau berbeda dengan bahan yang diduga merupakan asal horizon A, E atau B. Lapisan R: Batuan pada dan keras (hard rock), seperti granite, basalt, quartzite, sandstone atau limestone. Reatkan kedil, sebagian atau seluruhnya diisi oleh bahan tanah dan ditempati akar sering dijumpai pada lapisan R (R layer). 9.2.3. Horizon Peralihan Adalah horizon atau lapisan peralihan antara dua horizon utama. Terdapat dua macam horizon peralihan: Horizon yang dirajai sifat salah satu horizon utama sedangkan sifat horizon yang lain kurang menonjol. Dalam hal ini pemberian simbol adalah sbb: Huruf pertama menunjukkan horizon utama yang dominan Huruf kedua menunjukkan horizon yang kurang dominan Sebagai contoh: Horizon AB merupakan horizon peralihan antara horizon A dan horizon B, tetapi sifat horizon A lebih dominan sehingga sifat horizon AB lebih dekat/ mirip dengan horizon A. Apabila terjadi sebaliknya maka horizon peralihan tersebut diberi simbol horizon BA (Sifat B lebih dominan dibanding A). Horizon peralihan dimana bahan penyusun horizon berasal dari bahan penyusun horizon utama yang berbeda. Dalam keadaan seperti ini pemberian simbol horizon ditandai dengan dua huruf kapital dengan garis miring diantara keduanya. Huruf yang pertama menunjukkan asal bahan penyusun terbesar (volume) pada horizon peralihan tsb. Misalnya: A/B, atau B/A, atau B/E Universitas Gadjah Mada 80
9.2.4. Simbol Penunjuk Sifat Tambahan Horizon Utama Untuk menunjukkan sifat tambahan dari horizon utama digunakan huruf kecil (lower case) setelah simbol horizon utama. a bahan organik telah terdekomposisi kuat. Simbol a hanya digunakan pada horizon utama O. Kandungan serat kurang dari 17 %. b horizon genetik tertimbun (buried). Tidak digunakan pada tanah organik c konkresi, simbol ini digunakan hanya untuk konkresi besi, aluminium, mangan, atau titanium. d pembatas fisik perkembangan perakaran. Ini digunakan untuk menunjukkan lapisan alami atau buatan seperti padas bajak, atau lapisan-lapisan mampat lainnya yang membatasi perakaran. e bahan organik dengan taraf dekomposisi sedang. Simbol ini hanya digunakan pada horizon O yang mengandung seresah antara 17-40 % volume. f tanah beku (frozen) horizon harus permanen mengandung es g gley, digunakan untuk horizon B atau C untuk menunjukkan warna dengan chroma rendah (< 2) disebabkan reduksi besi dalam kondisi jenuh. Besi biasanya berada dalam bentuk ferro (Fe 2+ ). Simbol g digunakan untuk menunjukkan total gley atau gley dengan pola becak, tidak digunakan pada horizon E atau horizon C yang mempunyai chroma rendah sebagai warisan dan bahan induk. h akumulasi illuvial bahan organik, digunakan hanya pada horizon B. Huruf h menunjukkan akumulasi bahan organik illuvial, amorf, terdispersikan dengan atau tanpa seskwioksida. Apabila komponen seskwioksida mengandung besi dalam jumlah cukup maka value dan chroma lebih dari 3 dan apabila ini terjadi digunakan simbol tambahan s menjadi hs. Kompleks organo seskwioksida mungkin menyelaputi partikel pasir atau debu, atau terdapat dalam bentuk pelet. i bahan organik terdekomposisi lemah, digunakan dalam kombinasi dengan horizon utama O untuk menunjukkan serat > 40 % volume. k akumulasi karbonat, biasanya kalsium karbonat, digunakan untuk horizon B dan C. m sementasi, atau pengerasan, digunakan pada sembarang horizon, kecuali R dimana > 90 % tersementasikan dan penetrasi akar hanya melalui retakan. Bahan semen ditunjukan dengan huruf yang sesuai, misalnya sbb: o km karbonat o qm silika o sm besi o ym gypsum o kqm gamping dan silika Universitas Gadjah Mada 81
o zm garam yang lebih mudah larut dibanding gipsum n akumulasi natrium, dapat digunakan untuk sembarang horizon utama yang memperlihatkan sifat morfologi yang berkaitan dengan natrium tertukarkan tinggi o akumulasi residual seskwioksida p dampak pembajakan atau sistem pengolahan tanah yang lain. Simbol ini hanya digunakan bersamaan dengan horizon O atau A q akumulasi silika, dapat digunakan pada setiap horizon utama kecuali R r batuan induk terlapuk, digunakan dalam kombinasi dengan C s akumulasi illuvial seskwioksida dan bahan organik, hanya digunakan untuk horizon B ss terdapat slickensides (cermin sesar), merupakan petunjuk sifat vertik t akumulasi lempung silikat, biasanya kombinasi dengan B v plinthite, digunakan dalam kombinasi dengan B dan/atau C yang miskin humus kaya besi w perkembangan warna dan struktur, digunakan dalam kombinasi dengan horizon B yang memperlihatkan warna yang lebih merah dan struktur yang lebih berkembang dari horizon yang mengatasi atau membawahinya. x fragipan, digunakan untuk menandai horizon pedogenesis yang teguh, rapuh, atau mempunyai BV tinggi biasanya merupakan bagian dari horizon B atau C y akumulasi gipsum, digunakan dalam kombinasi dengan B dan C untuk memperlihatkan akumulasi genetik gipsum z akumulasi garam yang lebih mudah larut dibandingkan dengan gipsum, kombinasi dengan B atau C 9.2.5. Horizon Bawahan Diagnostik (diagnostic sub-surface horizon ~ endopedon) Akumulasi bahan-bahan tertentu seperti silika, besi, aluminium, karbonat dan garamgaram lain dapat menghasilkan lapisan-lapisan tersementasikan, yang merubah kelakuan fisik, kimia dan biologis tanah. Sebagai contoh, lapisan tersementasikan akan menghambat perkolasi dan perkembangan perakaran. Lebih lanjut ketersediaan hara untuk tanaman menurun, kapasitas pertukaran kation (KPK) juga menurun. Dilain pihak akumulasi dapat menyebabkan perkayaan akan suatu bahan atau pemiskinan bahan yang lain. Hal mana yang terjadi digambarkan oleh horizon-horizon bawahan diagnostik. Perlu ditekankan bahwa salah satu karakteristik mungkin hanya dapat diukur/ditentukan dilaboratorium tidak di lapangan. Horizon Agrik (agric): terbentuk langsung dibawah lapisan bajak dan terdapat akumulasi debu, lempung adan humus membentuk lidah-lidah (lamallae) berwarna gelap. Universitas Gadjah Mada 82
Horizon albik (albic): tipikal sebagai horizon E berwarna cerah dengan warna value 5 (kering) atau 4 lembab. Horizon argilik (argilic): terbentuk oleh illuviasi lempung (biasanya pada horizon B dimana akumulasi lempung ditandai dengan simbol t. Persyaratan horizon argilik adalah: Ketebalan minimum 1/10 horizon yang mengatasinya Kandungan lempung 1.2 kali dari horizon diatasnya Apabila kandungan lempung lapisan eluviasi < 15 %, maka lempung pada horizon argilik harus lebih tinggi 3 % atau lebih, atau apabila lempung pada lapisan eluvial > 40%, maka horizon argilik lempung lebih tinggi 8% atau lebih. Horizon kalsik (calsic): akumulasi karbonat, biasanya kalsium atau magnesium karbonat, persyaratan: Ketebalan >= 15 cm Kandungan karbonat >= 5 % dari horizon yang membawahinya Horizon kambik (cambic): horizon bawahan yang memperlihatkan gejala lemah argilik atau spodik dan tidak memenuhi syarat untuk digolongkan ke dalam kedua horizon tersebut. Keberadaan horizon kambik sering dipandang sebagai pertanda tahap awal perkembangan tanah, warna dan struktur telah mulai berkembang. Persyaratan kambik: Tekstur ~ pasir sangat halus geluhan atau lebih halus Telah terbentuk struktur tanah Warna telah berkembang kemerahan/kecoklatan Duripan: horizon bawahan tersementasikan oleh silika illuvial, tidak membengkak dalam air atau HCl tetapi membengkak dalam KOH jenuh. Fragipan: horizon bawahan dengan BV tinggi, rapuh bila lembab tetapi sangat keras bila kering. Tidak melunak pada pembasahan, fragmen kering membengkak dalam air. Horizon glossik (glossic): biasanya terdapat di antara horizon albik yang mengatasinya dan horizon argiik, kandik atau natrik yang membawahinya. Persyaratan: tebal >= 5 cm Bahan albik sekitar b15-85 %, sisanya adalah bahan yang membawahinya Horizon kandik (kandic): terdiri atas lempung aktivitas rendah (low activity clay) yang terakumulasikan pada bagian teratas dari horizon ibi. Selaput lempung mungkin ada mungkin juga tidak. Pembentukan horizon kandik melibatkan translokasi lempung Universitas Gadjah Mada 83
meskipun pembentukan selaput lempung terhambat atau terusakkan oleh pelapukan fisik dan kimia, atau dapat juga terbentuk ditempat (in situ). Persyaratan horizon kandik: Didalam jarak 15 cm dari batas atas horizon kandungan lempung meningkat > 1.2 kali Perbedaan tekstur tegas terhadap horizon di atasnya Pada ph 7, KPK lempung <= 16 cmol/kg dan KPK efektif <= 12 cmol/kg Horizon natrik (natric): horizon bawahan akumulasi lempung dan natrium. Persyaratan: sama seperti horizon argiik Struktur prisma atau kolumner >= 15 % KPK terjenuhi oleh Na +, atau Na + + Mg 2+ tertukarkan > Ca 2+ Horizon oxik (oxic), persyaratan: Ketebalan >= 30 cm Tekstur geluh pasiran atau lebih halus Pada ph 7, KPK <= 16 cmol/kg, dan KPK efektif <= 12 cmol/kg Kandungan lempung lebih berangsur dibandingkan dengan horizon kandik Dalam fraksi pasir mineral mudah lapuk < 10 % < 5% dari mineral mudah lapuk terdapat dalam bentuk/struktur batuan Horizon petrokalsik: horizon kalsik yang membatu. Persyaratan: sedikitnya 1/2 dari fragmen kering pecah apabila direndam dalam asam tetapi tidak di dalam air Horizon petrogipsik: horizon gipsik yang tersementasi kuat. Fragmen kering tidak membengkak di dalam air Horizon plakik: adalah padas besi atau mangan yang berwarna coklat kemerahan gelap, persyaratan: tebal 2-10 mm terletak di dalam 50 cm dari permukaan tanah batas: bergelombang (wavy) permeabiitas rendah Universitas Gadjah Mada 84
Horizon Salik: akumulasi garam terlarutkan, persyaratan: Tebal >= 15 cm Perkayaan dari garam mudah larut sekunder dengan EC 30 ds/m lebih dari 90 hari tiap tahun Horizon sombrik: terbentuk sebagai hasil dari illuviasi humus (warna coklat gelap sampai hitam) tetapi tidak disebabkan atau natrium. Persyaratan: pada ph 7, KPK <50 % tidak berada di bawah horizon albik harizon terdrainase bebas Horizonspodik: akumulasi illuvial dari seskwioksida dan/atau bahan organik. Terdapat banyak batasan berkaitan dengan kandungan aluminium, besi dan bahan organik, dan nisbah lempung, tergantung apakah horizon yang mengatasinya perawan (virgin) atau telah diolah. Horizon sulfunikhorizon organik atau mineral yang sangat masam. Persyaratan: ph < 3.5 Ada becak (bila wama kuning ~ jarosite) 9.3. Batas Horizon Batas diantara horizon dapat ditentukan atas dasar kejelasan dan topografi batas. Kejelasan mengacu pada tingkat kontras antara horizon yang bersambungan dan ketebalan dari zona transisi diantara keduanya. Topografi mengacu pada bentuk (shape) atau tingkat ketidak-teraturan (irregularity) batas. Contoh beberapa batas horizon sebagaimana terlihat pada gambar di bawah ini. Universitas Gadjah Mada 85
9.4. Warna Tanah Warna mencerminkan integrasi dari transformasi dan translokasi kimia, fisik dan biologis yang telah terjadi di dalam tanah. Secara umum, warna horizon permukaan mencerminkan gambaran kuat dari proses biologis, terutama yang berkaitan dengan asal usul bahan organik. Bahan organik menimbulkan warna kecoklatan gelap sampai hitam pada tanah. Biasanya makin tinggi kandungan bahan organik tanah makin gelap warna tanah. Warna ringan cerah berkaitan dengan horizon eluviasi dimana seskwioksida, karbonat dan mineral lempung telah terlindi keluar. Warna horizon bawahan mencerminkan proses fisikakimia di dalam tanah. Sebagai contoh, status redoks dari Fe dan juga Mn sangat mempengaruhi warna tanah. Warna tanah dapat memberi petunjuk tentang drainase dan Universitas Gadjah Mada 86
kelengasan tanah bawahan (subsoil). Pada tanah dengan keudaraan (aerasi) baik, besi terdapat dalam bentuk Fe 3+ yang menimbulkan warna kuning sampai kemerahan pada tanah. Pada tanah dengan drainase terhambat (kondisi anaerob) besi akan tereduksi dan akan berwarna kelabu netral atau hijau kebiruan sebagai warna dari besi sulfida, besi karbonat atau besi fosfat. Warna hitam dalam tanah biasanya berkaitan dengan mangan. Di daerah arid atau semi-arid pengaruh garam-garam (karbonat, sulfat, chlorida dll) dapat menimbulkan pengaruh kuat atas warna tanah. Warna mineral warisan dari bahan induk dapat juga mempengaruhi warna horizon tanah. Misalnya, warna kelabu ringan atau mendekati putih kadangkala timbul karena pengaruh mineral warisan bahan induk seperti quartz. Bahan induk basalt dapat memberikan pengaruh warna hitam pada horizon-horizon bawahan. Warna tanah biasanya dicatat dengan membandingkan warna tanah dengan standard warna Munsell (Munsell clor chart). Notasi Munsell membedakan tiga karakteristik warna: hue, value dan chroma Hue adalah warna spektral yang dominan i.e. apakah hue merupakan warna dasar (murni) seperti kuning, merah, hijau, ataukah campuran dari warna-warna dasar. Value menggambarkan tingkat keringanan atau ketajaman hue terhadap warna kelabu Chroma mencerminkan kemurnian hue (warna dasar) Universitas Gadjah Mada 87
Warna tanah ditulis dengan urutan: hue, value, chroma. Sebagai contoh: 2.5 YR 4/2 (-- hue = 2.5 YR, value = 4, chroma = 2). Perlu diperhatikan bahwa warna tanah sangat dipengaruhi oleh tingkat kelengasan tanah, oleh karena itu pencatatan warna tanah harus disertai dengan keterangan tentang kelengasan tanah, misalnya kering atau lembab. Banyak tanah mempunyai warna dominan, sedangkan tanah yang lain dimana faktor pembentuk tanah beragam musiman memperlihatkan warna campuran dua atau tiga warna. Apabila terdapat beberapa warna, tergantung jenis warna digunakan istilah becak, atau warna redoks. Dalam hal tanah mempunyai beberapa warna, warna dominan dicatat terlebih dahulu, diikuti oleh deskripsi jumlah, ukuran, dan kontras dari warna lain. Warna redoks adalah warna yang timbul karena kehilangan atau mendapat tambahan pigmen dibandingkan dengan warna matriks. Warna ini terbentuk karena oksidasi atau reduksi Fe dan/atau Mn. Warna redoks dideskripsi menurut jenis, warna & kontras, jumlah, ukuran, bentuk, lokasi, komposisi dan kekerasan, dan bentuk batas. Becak (mottle) adalah area tertentu yang mempunyai warna yang berbeda dengan warna matriks. Becak dicatat jumlah, ukuran, warna dan kontras, bentuk dan status kelengasan tanah. Contoh: sedikit (few), sedang (medium), menyolok (distinct), kuning kemerahan lembab (7.5 YR 7/8), tidak beraturan (irregular). Universitas Gadjah Mada 88
Beragam roman tanah mungkin memperlihatkan warna yang berbeda dengan warna matriks, misalnya sarang-sarang hewan (krotovinas), selaput lempung (argillans), dan endapan kalsium karbonat. Dalam hal ini roman (feature) tertentu tersebut dideskripsi mengenai bentuk, sebaran spasial terhadap roman lain disamping warna, ukuran dan kontras. 9.5 Tekstur Tekstur mengacu pada jumlah pasir, debu dan lempung di dalam tanah. Sebaran ukuran pertikel menentukan kelas tekstur tanah yang dapat ditentukan dengan cara perabaan di lapangan atau lewat analisis di laboratorium. Cara perabaan di lapangan dilakukan sebagai berikut: Tambahkan sedikit air pada sejumlah cuplikan tanah, diremas diantara jari-jari dan ibu jari sampai agregat tanah pecah. Petunjuk penentuan kelas butir/partikel adalah sbb: Pasir, partikel pasir cukup besar untuk bergesekan satu dengan yang lain dan dapat diamati dengan mata biasa. Pasir tidak memperlihatkan sifat lekat (sticky) atau liat (plastic) bila basah. Debu, partikel debu tidak dapat diamati dengan mata biasa, tapi keberadaan debu memberikan kesan rasa licin seperti sabun dan bila basah sedikit lekat. Lempung, dicirikan oleh sifat sangat lekat. Apabila cuplikan tanah dapat digulung diantara jari dan ibu jari sehingga mencapai diameter sekitar 3 mm, memperlihatkan sifat lekat dan liat menunjukkan cuplikan tanah mengandung lempung tinggi. Universitas Gadjah Mada 89
Berbagai sistem diusulkan untuk menggolongkan kelas tekstur tanah atas dasar agihan pasir, debu dan lempung. Di Indonesia umumnya kelas tekstur tanah mengacu pada penggolongan yang diusulkan oleh USDA, yaitu sbb (unit = mm): Lempung < 0.002 Debu 0.002 0.05 Fine pasir 0.05-0.1 Medium sand 0.1-0.5 Coarse sand 0.5-1.0 Very coarse sand 1.0-2.0 Gravel 2.0-762 Cobble > 762 Kelas tekstur tanah ditentukan dengan menggunakan segitiga tekstur (Gambar...). Contoh: sebaran ukuran partikel: lempung 33 %, debu 33 %, dan pasir 34 % kelas tekstur = geluh lempungan (clay loam) Universitas Gadjah Mada 90
Butir (partikel) dengan diameter > 2 mm dikeluarkan dari klasifikasi tekstur tanah, dimasukkan ke kelompok fragmen batuan, misalnya gravelly, cobbly, stony (Soil Taxonomy, 1999). Perbedaan antara horizon mineral dan horizon organik ditentukan oleh kandungan karbon. Lapisan yang mengandung > 20 % C-organik dan tidak jenuh air lebih dari beberapa hari Universitas Gadjah Mada 91
digolongkan sebagai bahan tanah organik. Apabila lapisan tersebut jenuh air untuk periode yang lebih panjang, akan digolongkan sebagai bahan organik tanah apabila: C-organik >= 12 % dan tidak ada lempung C-organik >= 18 % dan lempung >= 60 % C-organik 12-18 % dan lempung 0-60 % Gambar 9.6. Hubungan antara tekstur tanah dan ukuran pori Arti Penting Tekstur Tanah Dari sudut pandang pertanian tanah dengan tekstur halus sampai sedang (gelauh lempungan, geluh lempung debuan, geluh debu pasiran) disukai karena tanah-tanah ini mempunyai kemampuan menahan lengas dan hara yang tinggi. Di dalam pori-pori halus air diserap dengan kuat tetapi tidak tersedia untuk tanaman e.g. air yang menempati pori mikro dipegang dengan daya yang amat kuat yang melampai daya gravitasi. Air yang berada di dalam pori ukuran sedang tersedia bagi tanaman, dan air di dalam pori makro ditahan dengan daya yang lemah sehingga perkolasi tinggi. Pada tanah debuan, sebaran pori makro, sedang dan mikro adalah optimum dalam hubungannya dengan ketersediaan air untuk tanaman. Universitas Gadjah Mada 92
Pada umumnya tekstur kasar memungkinkan terjadinya infiltrasi cepat karena pori makro dominan sedangkan pada dengan pori mikro dominan infiltrasi lambat. Faktor lain seperti kemampatan (compaction), pengelolaan tanah, vegetasi, kejenuhan mempunyai pengaruh kuat terhadap infiltrasi. Tekstur tanah mempunyai dampak kuat atas temperatur tanah. Tanah dengan tekstur halus menahan lengas lebih tinggi dibandingkan dengan tanah tekstur kasar yang menimbulkan perbedaan dalam kapasitas menahan panas dan lebih lanjut menyebabkan tanah lambat panas dibandingkan dengan tanah tekstur kasar. Banyak sifatsifat kimia (jerapan hara) dan aktivitas biologis penting merupakan fungsi ukuran partikel atau dengan perkataan lain merupakan fungsi dari luas permukaan. 9.6. Struktur Tanah 9.6.1. Klasifikasi Struktur merupakan pola susunan (arrangement) partikel tanah. Struktur tanah merupakan produk dari proses-proses penggumpalan, perekatan dan pemaduan bahan penyusun tanah. Struktur tanah adalah kondisi fisik yang berbeda dengan kondisi awal tanah darimana tanah terbentuk, dan berkaitan dengan proses pembentukan tanah. Gumpal tanah (ped) dipisahkan dengan gumpal yang berdekatan oleh bidang lemah. Untuk mempelajari struktur pada suatu profil tanah cara terbaik adalah berdiri beberapa meter dari permukaan profil yang diamati sehingga akan lebih mudah mendapatkan kesan tentang unit struktur yang lebih besar (prisma). Tahap berikutnya adalah memisahkan gumpal/unit struktur dari bahan tanah yang lain dan kemudian dilakukan pengamatan yang lebih rinci. Perlu diperhatikan bahwa lengas tanah mempengaruhi tampilan dan derajad keteguhan struktur tanah. Penggolongan struktur tanah meliputi derajad (grade), bentuk (form) dan ukuran (size). Derajad struktur menggambarkan keteguhan gumpal (perbedaan antara kohesi di dalam gumpal~ped, dan adhesi-adhesi antar gumpal). Keteguhan struktur berkaitan dengan Universitas Gadjah Mada 93
derajad agregasi atau perkembangan struktur. Di lapangan derajad struktur ditentukan dengan finger test yang merupakan ketahan gumpal terhadap tekanan jari-jari tangan. Bentuk (form) struktur diklasifikasikan atas dasar bentuk (shape) gumpal seperti membulat (spheroidal), lempeng (platy), gumpal (blocky) atau prisma (prismatic). Struktur granuler atau remah sering dijumpai pada horizon A, lempeng pada horizon E, dan gumpal, prisma atau columner pada horizon Bt. Pejal dan butir tunggal sering dijumpai pada tanah yang sangat muda yang berada pada tahap awal perkembangan tanah. Di dalam satu profil mungkin dijumpai lebih dari satu bentuk struktur. Dalam keadaan seperti ini semua bentuk struktur perlu dicatat dengan cermat. Ukuran struktur, perlu dicatat dengan baik S Universitas Gadjah Mada 94
Universitas Gadjah Mada 95
Tiga karakteristik struktur yang biasanya ditulis berurutan sbb: derajad-ukuran-bentuk. Contoh: weak fine sub-angular blocky. Sebaran berbagai ukuran partikel akan mempengaruhi sebaran pori, yang biasanya dicirikan oleh jumlah, ukuran dan bentuk pori 9.6.2. Arti penting struktur tanah Pembentukan tanah mulai dengan kondisi tanpa struktur (structureless) e.g. struktur butir tunggal (single grain) atau pejal (massive). Perkembangan tanah berarti juga perkembangan struktur, yang digambarkan dengan pembentukan gumpal (ped) dan agregat. Struktur tanah terbentuk karena ada tekanan yang mendorong partikel tanah menjadi satu. Struktur lapisan bawahan cenderung terdiri dari unit-unit struktur yang lebih besar dibandingkan dengan struktur lapisan atasan. Pada horizon bawahan bahan perekat (binding agent) cederung terdapat pada permukaan gumpal tidak menyebar pada seluruh bagian gumpal. Proses-proses fisik yang dikendalikan iklim mengakibatkan perubahan jumlah, sebaran dan fase (padat, cair, gas) air memberikan pengaruh kuat atas pembentukan struktur tanah. Perubahan fase (mengerut-mengembang, membeku-mencair) mengakibatkan perubahan volume di dalam tanah yang sejalan dengan berlanjutnya waktu akan menghasilkan agregatagregat tanah. Proses-prose fisika-kimia (basah-kering, translokasi lempung, pembentukan atau penghilangan hasil-hasil pelapukan, perkayaan unsur), mempengaruhi pembentukan struktur pada seluruh bagian profil tanah. Meskipun demikian, watak dan intensitas dari prosesproses ini berbeda sejalan dengan jeluk tanah dari permukaan. Struktur dan fungsi hidrologi komunitas tanaman, tekstur, mineralogi, pengolahan tanah, dan topografi semuanya memodifikasi pengaruh iklim lewat pengaruhnya atas infiltrasi, cadangan dan evapotranspirasi air. Universitas Gadjah Mada 96
Proses biologis memberikan pengaruh kuat terhadap pembentukan struktur pada horizonhorizon atasan. Kandungan bahan organik biasanya paling tinggi pada horizon-horizon atasan, berfungsi sebagai agen pengikat dalam pembentukan agregat terutama polysaccharida terbukti bertanggung jawab atas pembentukan gumpal (ped). Akar tanaman mengakibatkan timbulnya tekanan pada bahan penyusun tanah disekeliingnya yang mendorong pembentukan struktur. Hewan-hewan penghuni tanah (cacing, tikus) selain menimbulkan tekanan juga mendorong pembentukan struktur lewat kotorannya juga mengandung gugus-gugus organik. 9.7. Konsistensi Konsistensi mengacu pada kohesi antar partikel tanah dan adhesi antara partikel tanah dengan benda lain ketahanan tanah terhadap perubahan bentuk (deformasi). Kalau struktur berkaitan dengan susunan dan bentuk gumpal (ped), maka konsistensi berurusan dengan kekuatan dan sifat daya yang bekerja diantara partikel. Konsistensi ditentukan pada tiga jenjang kelengasan tanah: basah, lembab, dan kering. Kelekatan (stickiness) menggambarkan kualitas adhesi ke benda lain, dan keliatan (plasticity) adalah kemampuan dibentuk dengan tangan. Konsistensi basah (wet) adalah konsistensi dimana kondingan air tanah sedikit di atas kapasitas lapangan, lembab apabila kelengasan tanah diantara kapasitas lapangan dengan titik layu permanen. Bilamana menentukan konsistensi maka sangat penting mencatat status kelengasan tanah. Universitas Gadjah Mada 97
Universitas Gadjah Mada 98
9.8. Perakaran Perakaran tanaman memberikan bukti akan aktifitas tanaman dan penetrasi akar. Penting untuk dicatat apakah akar hanya melalui celah/retakan, terhambat karena lapisan tersementasikan dll. Masalah lain yang sering menghambat perakaran tanaman adalah lapisan mampat. Apabila tidak ada hambatan mestinya perakaran tanaman akan menyebar merata di dalam tanah. Pada pengamatan perakaran perlu dicatat jumlah dan diameter akar. 9.9. Roman Khusus (special features) Roman/bentukan khusus yang terdapat di dalam tanah harus dicatat dengan cermat. Roman khusus ini pada bagian luar gumpal antara lain: selaput lempung (clay coating), selaput organik, selaput debu, selaput karbonat, selaput mangan, cermin sesar (slickenside), jembatan lempung diantara butir pasir dll. Sedangkan pada bagian dalam gumpal mungkin dijumpai: konkresi dari oksida-oksida, nodul, akumulasi lunak, fragmen batuan, plinhite dan lain sebagainya. Roman khusus yang lain dapat juga berupa sarang hewan penghuni tanah seperti sarang semut, cacing, krovinas dll. Konkresi, ditakrifkan sebagai roman tanah yang terbentuk karena akumulasi bahan selama pedogenesis, melibatkan proses dissolusi/ pelarutan kimiawi, oksidasi/ reduksi, perpindahan bahan karena daya fisik atau biologis, dan akumulasi. Universitas Gadjah Mada 99