Nama : Yudhistira Wharta Wahyudi NIM : 105040204111013 Kelas : J, Jumat 09:15 Dosen : Dr. Ir. Zaenal Kusuma, SU IRIGASI dan DRAINASI URAIAN TUGAS TERSTRUKSTUR Minggu ke-2 : Hubungan Tanah-Air-Tanaman (1) Semester Genap 2011/2012 1. Di bagian mana air berada dalam tanah? Jelaskan! 2. Mengapa air yang masuk ke dalam tanah tidak terus mengalir ke bawah mengikuti gravitasi? 3. Jika tanah menerima air dari atas (misalnya air hujan), sebagian air akan disimpan dalam tanah untuk waktu yang cukup lama. Mengapa? 4. Jumlah air yang bisa ditahan dalam tanah tidak selalu sama untuk berbagai jenis tanah. Faktor apa yang mempengaruhi jumlah simpanan air ini? 5. Apakah air yang disimpan oleh tanah ini bisa diserap oleh tanaman seluruhnya? Jelaskan jawaban anda! 6. Jelaskan batas-batas kemampuan akar tanaman dalam menyerap air dari dalam tanah! 7. Apa hubungan antara (laju) infiltrasi dengan kemampuan menahan air tanah dan penyediaan air bagi tanaman? 8. Faktor apa saja yang mempengaruhi laju infiltrasi? 9. Apa peranan air tanah dalam (groundwater) terhadap penyediaan air bagi tanaman? 10.Bagaimana menilai (mengevaluasi) kemampuan tanah untuk menyediakan air bagi tanaman : jelaskan bagaimana kita bisa menyatakan seberapa besar kemampuan tanah tertentu dalam menyimpan dan menyediakan air bagi tanaman.
1. Letak air di dalam tanah yaitu berada di ruang pori tanah di antara matrix tanah. Air di dalam tanah mengalir dari daerah berenergi tinggi ke daerah berenergi lebih rendah. Ruang pori tanah adalah bagian tanah yang tidak terisi oleh bahan padat, namun terisi oleh air dan udara. Komponen dari tanah yaitu tersusun dari bahan padat dan ruang antar bahan padat. Bahan padat terdiri dari 45% bahan mineral dan 5% bahan organic, sedangkan ruang antar bahan padat atau pori tanah terdiri dari 25% terisi oleh udara dan 25% terisi oleh air. Air berada atau ditahan di dalam tanah karena beberapa alasan, antara lain karena air diikat oleh partikel atau padatan, adanya gaya adesi, kohesi, kapilaritas, ditahan oleh lapisan kedap air dan keadaan drainase yang kurang baik. Air tanah bukan air murni di dalam tanah namun berbentuk larutan atau solution. Tipe air tanah antara lain air gravitasi, air kapiler dan air higroskopis. 2. Karena air yang masuk kedalam tanah akan mengisi pori pori tanah yang kosong mulai dari permukaan sampai bagian di bawahnya. Air juga ditangkap oleh akar akar tanaman yang hidup diantara pori tanah. Air yang masuk kedalam pori tanah diikat oleh gaya adesi, kohesi dan kapiler. Setelah pori tanah jenuh akan air maka, air yang tersisa akan mengalir turun ke bagian di bawahnya dan air juga mengalir ke samping (seepage). Gaya adesi, kohesi dan kapiler dapat mempertahankan air di pori tanah karena memiliki gaya yang lebih besar dari pada gaya grafitasi. Aliran air kesamping terjadi karena struktur tanah yang bermacam macam, kadang ada lapisan keras di dalam tanah dan air tersebut tidak bisa menembusnya, jadi pori yang jenuh air akan mengalirkan air ke pori pori tanah yang kosong di sekitarnya. Sebagai contohnya irigasi melalui selokan di sekitar tanaman budidaya. Permukaan air lebih rendah dari pada permukaan tanah tanaman budidaya namun air meresap naik kesekitar tanaman akibat gaya kapilaritas. Tanah yang memiliki drainase baik akan mengalirkan air masuk ke tanah dengan lancar, secara alami akan mengisi ruang pori yang kosong dan air tersisa akan turun menjadi air tanah. Drainase yang baik membuat tanah yang lembab namun tidak terlalu jenuh akan air dan baik untuk tempat tumbuh dan berkembang bagi tanaman. 3. Karena air yang menetes dari atas misal hujan memiliki gaya potensial yang mampu merubah struktur tanah dan membuat air tersebut masuk ke dalam tanah yang lebih dalam
lagi. Berubahnya struktur tanah dapat meningkatkan proses infiltrasi. Awalnya air hanya meresap di permukaan tanah saja namun semakin lama air meresap lebih dalam lagi dan masuk daerah akuifer atau (wadah air tanah) dan menjadi air tanah. Masuknya air hujan ke dalam tanah secara alami terjadi di daerah daerah porus, missal sawah, tanah terbuka, hutan dan tanah lapangan. 4. Faktor faktor yang mempengaruhi jumlah simpanan lengas tersedia (air tersedia) di dalam tanah antara lain : Tekstur Tanah : Semakin halus ukuran partikel tanah, semaki besar luas permukaannya, dan dengan demikian semakin besar pula jumlah air yang dapat ditahannya. Hal ini mengakibatkan semakin besarnya kapasitas simpanan lengas tersedia. Dalam kasus tanahtanah liat berat, ketersediaan lengas tanah bagi tanaman dibatasi oleh kerapatan tanah, karena molekul-molekul air diikat kuat oleh permukaan partikel tanah yang halus Struktur tanah merupakan tatanan (susunan) partikel-partikel tanah menjadi agregat yang lebih besar. Rongga di antara agregat-agregat ini menyediakan ruang bagi pergerakan air drainage, aerasi tanah, dan pertumbuhan akar tanaman. Hal ini sangat penting pada tanahtanah berat dengan partikel tanah yang halus ukurannya. Suatu tanah yang struktur dan drainagenya buruk akan cenderung menjebak air di dalam profil tanah, meningkatkan kapasitas simpanan lengas, tetapi juga menimbulkan masalah penggenangan dan gangguan perkembangan akar. Lapisan cadas (Hardpans) semacam lapisan yang kompak dan keras yang disebabkan oleh proses-proses fisika dan kimia dan membatasi drainage tanah. Ha ini menghasilkan kondisi seperti pada tanah yang strukturnya jelek. Bahan organic dapat meningkatkan kapasitas simpanan lengas tanah, terutama melalui perbaikan kondisi fisika tanah. Kandungan garam dalam tanah dapat membatasi kemampuan tanaman menyerap air dari larutan tanah. 5. Tidak semua air di dalam tanah dapat diserap oleh tanaman. Air di dalam tanah ada 3 jenis :
Air Gravitasi: air bebas yang bergerak dalam tanah akibat gaya gravitasi. Bergerak cepat pada tanah berdrainase baik, dan bukan air tersedia bagi tanaman. Tekuras dari tanah dalam 2-3 hari. Air Kapiler: air dalam pori-pori mikro, larutan tanah. Sebagian besar tersedia untuk tanaman. Air Higroskopik: air yang membentuk film tipis menyelimuti partikel tanah. Sangat kuat ditahan tanah oleh gaya adesi, tidak tersedia bagi tanaman. Hanya air kapiler yang tersedia bagi tanaman, karena mudah di capai oleh akar tanaman, larutan tanah mengandung mineral mineral yang dibutuhkan tanaman untuk tumbuh dan berkembang, dan jumlahnya banyak tersedia di dalam tanah serta memiliki gaya matriks yang lebih kecil dari daya isap akar. Akar bisa menyerap air di pori tanah apabila kekuatan isap maksimum akar lebih besar dari kekuatan ikatan matriks. 6. Akar tanaman berfungsi menyerap mineral, air dan nutrisi untuk bahan membuat makanan dalam bentuk larutan tanah. Akar dapat menyerap larutan di dalam tanah pada pori tanah bila : Gaya isap maksimum akar lebih besar di banding gaya matriks tanah. Air berada di pori tanah diantara matriks tanah dalam berbagai tingkat kekuatan, tanaman menyerap air melalui akar dengan kekuatan isap maksimum. Konsekuensinya air tanah dapat diserap oleh akar bila kekuatan isap maksimum lebih besar di banding kekuatan ikatan matriks. Air tersedia bagi tanaman terletak pada pori mikro tanah atau sering disebut air kapiler, air kapiler dapat diserap oleh akar karena air tidak bergerak ke bawah lagi tetapi diam di rumang pori. Air seperti ini lah yang bisa di serap oleh akar tanaman. Sedangkan air higroskopik dan air grafitasi tidak tersedia bagi tanaman karena air higroskopik membentuk film tipis di permukaan pori tanah dan diikat kuat oleh tanah, dan air grafitasi merupakan air yang bergerak cepat di dalam tanah dan tidak tersedia bagi tanaman karena terlalu cepat bergerak. Bila tanah kering berarti jumlah air di tanah terebut sedikit dan diikat kuat oleh pori tanah, jadi akar tanaman tidak bisa menyerap air tersebut, maka tanaman menunjukan gejala layu.
7. Hubungan antara laju infiltrasi dengan kemampuan menahan air sangat erat hubungannya. Tanah yang yang laju infiltrasinya baik dapat menahan air dalam jumlah yang banyak, karena air yang berlebih akan diserap oleh tanah dan menjadi air taah. Tidak ada air yang tergenang dan menjadikan tanah itu terlalu basah. Dan sebaliknya,semakin buruk laju infiltrasi suatu tanah semakin buruk juga tanah tersebut menahan air. Jadi hubungannya berbanding lurus. Hubungan kemampuan menahan air dengan penyediaan air bagi tanaman sangat erat. Semakin baik tanah menahan air semakin banyak air tersedia bagi tanaman. karena ruang pori tanah terisi air yang tersedia bagi tanaman, air yang berlebih di buang ke bagian tanah lebih dalam untuk menjadi air tanah. Jadi tanah selalu lembab tidak kelebihan air dan kondisi ini baik bagi penyediaan air bagi tanaman. Hubungan ini berbanding lurus. Hubungan antara laju infiltrasi dengan penyediaan air bagi tanaman saling mempengaruhi. Tanah yang memiliki laju infiltrasi baik akan baik juga menyediakan air bagi tanaman. Karena pori tanah akan selalu terisi oleh air hujan atau irigasi dari luar tanah. Air berlebih akan di alirkan meniju pori pori yang kurang air, setelah pori tanah penuh air yang tersisa akan masuk makin dalam ketanah dan menjadi air tanah. Sewaktu pori tanah di permukaan tanah mengering akan diisi oleh air pada pori di bawahnya karena ada gaya kapilaritas. Pori pada bagian bawah akan menyerap air tanah, dan proses kapilaritas terjadi berulang ulang. Sedangkan bila infiltrasi suatu tanah itu buruk maka buruk pula dalam penyediaan air bagi tanaman. Karena tidak bisa menyerap air yang datang atau di beri dengan baik. Tanah hanya bisa menyerap sedikit air, air yang tersisa akan tergenang atau menumpuk pada pori tanah karena gaya matriks yang lebih besar dari pada gaya grafitasi, mengakibatkan tanah jenuh akan air. Tanah yang seperti ini menyediakan banyak air bagi tanaman namun air air tersebut tidak tersedia bagi tanaman, akar tanaman tidak bisa menyerap air karena kekuatan serapan maksimum akar lebih kecil dibanding gaya matriks tanah. Jadi hubungannya berbanding lurus. 8. Faktor faktor yang mempengaruhi infiltrasi adalah : kondisi permukaan tanah, tetesan hujan, hewan maupun mesin mungkin memadatkan permukaan tanah dan mengurangi infiltrasi, kemantapan struktur tanah semakin lemah kemantapan tanah semakin buruk laju infiltrasinya karena hantaman dari air hujan atau irigasi menghancurkan truktur tanah
dan butiran butiran kecil akan menutup pori pori tanah, pencucian partikel yang halus dapat menyumbat pori pori pada permukaan tanah, kemiringan tanah secara tidak langsung mempengaruhi laju infiltrasi, banyaknya pori yang besar yang menentukan sebagian dari setruktur tanah merupakan salah satu faktor penting yang mengatur laju transmisi air yang turun melalui tanah, penurunan kecepatan limpasan permukaan menyebabkan waktu infiltrasi lebih lama, kadar air dalam tanah, pemampatan oleh curah hujan, tumbuh-tumbuhan yang hidup, seresah dan akar membantu aggregasi, meningkatkan porositas, infiltrasi dan kapasitas penyimpanan air, karakteristik hujan. Faktor faktor tersebut merupakan factor yang umum mempengaruhi proses infiltrasi, tidak semudah yang kita bayangkan air dapat diserap oleh tanah, dengan mengetahui faktor yang mempengaruhi infiltrasi, diharapkan dapat menambah pengetahuan dan dapat melakukan irigasi yang efisien serta dapat maksimal masuk ke dalam tanah agar dapat dimanfaatkan oleh tanaman. Secara fisik ada 4 faktor yang mempengaruhi laju infiltrasi : jenis tanah, kepadatan tanah, kelembaban tanah dan tutup tumbuhan. Namun setiap jenis tanah mempunyai laju nfiltrasi yang berbeda dan bervariasi sesuai dengan karakteristik tanah tersebut. 9. Peranan air tanah dalam menyediakan air tersedia bagi tanaman : Air tanah sebagai sumber air yang tersedia di tanah untuk dimanfaatkan oleh tanaman. Akar tanaman menyerap air dari tanah, kehilangan air ini karena serapan oleh tanaman tersebut dapat dipulihkan kembali karena adanya gaya adesi kohesi dan kapiler sifat yang dimiliki air. Air tanah berfungsi juga sebagai pelarut dan pembawa berbagai mineral dan unsur hara bagi tanaman. Unsur hara dan mineral yang diserap tanaman dari tanah berupa larutan tanah. Air tanah mengalami siklus hidrologi, air yang berada di puncak gunung yang terus merambat turun sampai tiba di lautan. Dari lautan mengalami penguapan karena sinar matahari dan tiupan angin, lalu terbentuk titik titik air di langit. Setelah terkumpul banyak akan menjadi awan, awan yang tertiup agin menuju daratan, awan yang jenuh akan uap air akan menghasilkan hujan. Dan air hujan merupakan salah satu air tersedia bagi tanaman, karena dapat mengisi pori pori tanah yang kosong.
10. Air tersedia bagi tanaman adalah air yang berada di pori tanah, air kapiler dan air tanah. Cara mengevaluasi kemampuan tanah dalam menyediakan air bagi tanaman dapat dilakukan dengan cara manual atau cara menghitung secara langsung dengan metode grafimetriks. Metode ini menimbang tanah yang lembab dari tanah langung, kemudian di keringkan dengan cara di oven lalu di timbang lagi. Berat tanah lembab di tambah berat tanag kering lalu dibagi dengan berat kering tanah didapat hasil kadar air dalam tanah. Metode lain kita bisa menggunakan alat yang bernama Gypsum block, tensiometer dan juga Neutron Probe. Alat alat diatas dapat mengukur kadar air dalam tanah secara langsung, kita dapat mendapat data yang cepat dan valid dengan menggunakan alat alat di atas. Data kandungan air tanah yang kita dapat dari pengukuran di atas sebagai informasi kandungan air tersedia bagi tanaman dengan standart minimal tertentu. Kandungan air di dalam tanah dapat terlihat juga di lengas tanah. Lengas tanah menggambarkan seberapa banyak kandungan air di suatu jenis tanah. Setiap jenis tanah memiliki nilai dari lengas tanah masing masing sesuai karakteristiknya.