MINGGU 2 HUBUNGAN TANAH - AIR - TANAMAN Irigasi dan Drainasi Widianto (2012)
TUJUAN PEMBELAJARAN 1. Memahami sifat dan karakteristik tanah untuk menyediakan air bagi tanaman 2. Memahami proses-proses aliran air dalam tanah 3. Memahami keadaan air dalam tanah dan hubungannya dengan tanaman dan faktor 2 lingkungan 4. Bisa menghitung jumlah air yang ada dalam tanah 5. Bisa memanfaatkan data tanah untuk perencanaan dan pengoperasian irigasi dan drainasi Air Tanah Tanaman
TANAH DAN AIR 1. SIFAT FISIK TANAH Komposisi Tanah Profil Tanah Tekstur Tanah Struktur Tanah 2. ALIRAN AIR KEDALAM TANAH Proses Infiltrasi Laju Infiltrasi Faktor yang Mempengaruhi Infiltrasi 3. KONDISI AIR TANAH Kadar Air Tanah Hubungan Kadar Air dengan Potensial Air (Kurva pf) Air Tersedia bagi Tanaman Air Tanah Tanaman
SIFAT FISIK TANAH
KOMPONEN TANAH Matriks Tanah Pori 2 Tanah Akar tanaman Padatan tanah Air tanah Udara tanah
PROFIL TANAH Lapisan olah Lapisan olah dalam Lapisan tanah bawah Batuan induk
HUBUNGAN ANTAR KOMPONEN TANAH
HUBUNGAN ANTAR KOMPONEN TANAH Udara = Air Air = Water Padatan = Solid
HUBUNGAN ANTAR KOMPONEN TANAH Udara = Air Air = Water { { M U massa udara V U volume udara M A massa air V A volume air Padatan = Solid { M P massa padatan V P volume padatan Volume komponen dinyatakan dengan satuan m 3 Massa komponen dinyatakan dengan satuan kg
HUBUNGAN ANTAR KOMPONEN TANAH Hubungan-hubungan antar Komponen (Udara Air Padatan) : 1. Kadar Air (massa) - w 2. Kadar Air (volume) q 3. Berat Jenis Padatan - r s 4. Berat Jenis Air - r w 5. Berat Isi Tanah - r b 6. Porositas Tanah - f 7. Rasio Ruangan - e 8. Derajat Kejenuhan - s 9. Porositas terisi Udara - f s
TEKSTUR TANAH Partikel Tanah (USDA) Partikel Ukuran Diameter Bentuk Dasar Pasir 50 2.000 mm Kubus atau Bola Debu 2 50 mm Kubus atau Bola Liat < 2 mm Lempeng Tekstur Tanah Sifat berat atau ringan tanah apabila diolah yang ditentukan oleh banyaknya partikel pasir, debu atau liat dalam tanah tersebut Komposisi (persen massa) dari partikel pasir, debu dan liat yang menyusun tanah
TEKSTUR TANAH Sifat2 Tanah berdasarkan Tekstur Tekstur PASIR DEBU LIAT Jika dirasakan Kasar Licin Halus Jika diolah Ringan Sedang Berat Jika diberi Air Mudah Kering Lembab Tetap Basah Aliran Air Cepat meresap Sedang Lambat, tergenang Kelekatan Tidak melekat Agak lekat Sangat lekat Jika Kering Lepas Agak lekat Keras dan lekat
KELAS TEKSTUR TANAH
STRUKTUR TANAH Struktur Tanah : susunan partikel tanah primer menjadi gumpalan yang disebut agregat atau peds
STRUKTUR TANAH REMAH atau GRANULAR GUMPAL atau BLOCKY TIANG TAJAM atau PRISMATIC TIANG MEMBULAT atau COLUMNAR LEMPENG atau PLATY BUTIR TUNGGAL atau SINGLE GRAIN
STRUKTUR TANAH REMAH STRUKTUR GRANULAR TIANG LEMPENG STRUKTUR PRISMATIK STRUKTUR LEMPENG
JUMLAH AIR DALAM TANAH : KADAR AIR TANAH Volume air = 150 mm = 0,150 m x 1 m x 1 m = 0,150 m 3 Volume Tanah = 1 m x 1 m x 1 m = 1 m 3 Jika tanah semula dalam keadaan kering diberi air 150 mm, maka kadar air tanah sekarang = 0,150 m 3 / 1 m 3 = 0,15 m 3 m -3 atau 15% volume
PERHITUNGAN AIR DALAM TANAH Tujuan Akhir : Mampu mengukur dan menghitung berapa jumlah air yang ada di dalam profil tanah Perhitungan Dasar Berat Isi Tanah Berat Jenis Padatan Porositas Tanah Kadar Air : 1. Kadar Air Massa 2. Kadar Air Volume 3. Tebal/tinggi Air
ALIRAN AIR KEDALAM TANAH
INFILTRASI : MASUKNYA AIR KEDALAM TANAH
INFILTRASI : MASUKNYA AIR KEDALAM TANAH MENGUKUR KECEPATAN MASUKNYA AIR KEDALAM TANAH : LAJU INFILTRASI
KONSEP LAJU INFILTRASI Laju Infiltrasi dinyatakan dengan satuan panjang per waktu : cm menit -1, cm jam -1, cm hari -1
LAJU INFILTRASI Kelas Kategori Infiltrasi Laju Infiltrasi (cm jam -1 ) 1 Sangat Lambat < 0,1 2 Lambat 0,1 0,5 3 Agak Lambat 0,5 2,0 4 Sedang 2,0 6,0 5 Agak Cepat 6,0 12,5 6 Cepat 12,5 25,0 7 Sangat Cepat > 25,0 Catatan : Kelas 1 tidak sesuai untuk irigasi (biasanya justru drainasi) Kelas 6 dan 7 lebih sesuai untuk irigasi curah Sumber : Landon (1984). Booker Tropical Soil Manual
LAJU INFILTRASI DAN TEKSTUR TANAH
PENGARUH STRUKTUR TANAH Laju Infiltrasi semakin lambat
LAJU INFILTRASI DAN KADAR AIR TANAH (AWAL)
PENGARUH TEKSTUR TANAH Kelas Tekstur Tanah Laju Infiltrasi (cm jam -1 ) Rata-rata Kisaran Normal Pasir 5 2 25 Lempung Berpasir 2 1 8 Lempung 1 0,1 2,0 Lempung Berliat 1,8 0,2 1,5 Liat Berdebu 0,2 0,03 0,5 Liat 0,05 0,01 0,8 Sumber : Landon (1984). Booker Tropical Soil Manual
AIR DALAM TANAH
AIR DALAM PORI TANAH Available water for plants
KLASIFIKASI AIR DALAM TANAH (FISIK VS BIOLOGI) Jenuh Kap. Lapangan y (bars) 0.0-0.2 FISIK gravitasi BIOLOGI tidak tersedia (drainase) tersedia Titik Layu -15 kapiler Air Higroskopis - 30 uap tidak tersedia
KAPASITAS MENAHAN AIR TERSEDIA Status Air Tanah Jenuh (saturation) Kapasitas Lapangan (field capacity) Titik Layu Tetap (permanent wilting point) Status Potensial Air pf atm (bar) Keterangan 0 0 Tanah selalu tergenang atau setelah hujan sangat lama. Biasanya permukaan tanah sedikit berair 1 2,5 0,1-0,3 Kondisi air dalam tanah setelah hujan berhenti (bisa sesaat sampai beberapa jam atau hari). Aliran air ke bawah lambat sekali atau sudah berhenti. 4,2 15 Kondisi air dalam tanah setelah berhari-hari tidak terjadi hujan atau disiram, ditandai dengan kebanyakan tanaman layu sampai mati Catatan : Status potensial pada Kapasitas Lapangan sering dipakai pf 2,5 atau 1/3 atm, namun untuk daerah tropis disarankan pf 1,0-2,0 atau 0,01 0,1 atm
Potensial Air Tanah (pf) KURVA PF = KURVA KARAKTERISTIK AIR TANAH Kadar Air (%, volume)
UKURAN PORI : EKIVALEN DIAMETER Macam Pori Pori Makro (kasar) Pori Meso (sedang) Pori Mikro (halus) Ukuran Pori (Ekivalen Diameter) Catatan > 100 mm Sebagai aerasi dan drainasi. Dapat dilihat dengan mata telanjang 30 100 mm Menghantar air kapiler cepat Dapat dilihat dengan perbesaran 10 x < 30 mm Menahan air higroskopis dan kapiler lambar Tidak bisa diamati Pori Total -- Jumlah ruangan pori identik dengan kadar air volume pada kondisi jenuh (saturated)
KAPASITAS MENAHAN AIR TERSEDIA KURVA KARAKTERISTIK AIR TANAH Jenuh 39 50 54 Kapasitas Lapangan 10 38 49 Titik Layu Permanen 4 9 29 DISTRIBUSI RUANGAN PORI TANAH Pori Total 39 50 54 Pori Makro = Air Drainasi 29 12 6 Pori Meso = Air Tersedia 6 29 20 Pori Mikro = Titik Layu Permanen 4 9 29
AIRTERSEDIA BAGI TANAMAN
PENGGUNAAN AIR OLEH TANAMAN
KEBUTUHAN AIR TANAMAN = EVAPOTRANSPIRASI EVAPOTRANSPIRASI : EVAPORASI + TRANSPIRASI (FAO-24) ETc = kc x ETo ETo = evapotranspirasi potensial kc = koefisien tanaman Neraca Air (soil water balance)
NERACA AIR (PADA LAHAN SAWAH) Bagaimana Siklus Air pada Petak ini? Bagaimana Neraca Air pada Petak ini?
NERACA AIR (WATER BALANCE) ΔS = (P+Ir) (R+E+T+D) ΔS P Ir R E T D : perubahan simpanan lengas : presipitasi : irigasi : runoff : evaporasi : transpirasi : perkolasi dalam (diukur dgn lisimeter dan lapangan langsung)
PENERAPAN
IRIGASI : MANIPULASI AIR TANAH UNTUK TANAMAN
ZONE PERAKARAN : KAWASAN TUJUAN PEMBASAHAN
INFILTRASI : MASUKNYA AIR KEDALAM TANAH PENGARUH TEKSTUR TANAH TERHADAP PEMBASAHAN PASIR LEMPUNG LIAT
INFILTRASI : MASUKNYA AIR KEDALAM TANAH PEMBASAHAN PADA SISTEM IRIGASI SELOKAN
INFILTRASI : MASUKNYA AIR KEDALAM TANAH MODEL PEMBASAHAN YANG IDEAL
INFILTRASI : MASUKNYA AIR KEDALAM TANAH TATA-LETAK YANG SALAH PENGELOLAAN YANG SALAH Jarak antar selokan terlalu lebar Debit Aliran Air dan Penggenangan tidak tepat : terlalu besar (kiri) dan terlalu kecil (kanan)
MENGUKUR KONDISI AIR DALAM TANAH PROFIL KADAR AIR TANAH
MENGUKUR KONDISI AIR DALAM TANAH PROFIL KADAR AIR TANAH : NEUTRON PROBE
MENGUKUR KONDISI AIR DALAM TANAH PROFIL KADAR AIR TANAH : TENSIOMETER
MENGUKUR KONDISI AIR DALAM TANAH PROFIL KADAR AIR TANAH : TETHA PROBE
PEMANFAATAN DATA AIR DAN TANAH 1. PERENCANAAN 2. OPERASIONAL CONTOH PRAKTEK : DISKUSIKAN DAN JAWABLAH PERTANYAAN- PERTANYAAN DALKAM SOAL BERIKUT (TUGAS TERSTRUKTUR) DIBAHAS DALAM TUTORIAL
KE BAGIAN 3 : NERACA AIR DI ZONA PERAKARAN