PENUNTUN PRAKTIKUM DASAR-DASAR ILMU TANAH Oleh : Dr. Ir. Sumihar Hutapea, MS FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS MEDAN AREA MEDAN 2017 1
KONSEP PEDON DAN PROFIL TANAH Konsep Pedon dan polipedon dan Profil Tanah Tanah dalam disiplin ilmu tanah adalah sekumpulan tubuh alam terletak di permukaan bumi, yang kadang diubah atau diusahakan oleh manusia sebagai lahan usaha tani, merupakan media alam sebagai tempat pertumbuhan tanaman dan biologi lainnya. Batasan terkecil untuk tanah sukar ditentukan, apabila ditentukan secara ekstrim, hasil yang akan dicapai menjadi aneh secara ilmiah. Apabila tanah sudah mempunyai struktur, maka tanah di bagian permukaan struktur dan tanah di bagian dalam struktur akan berbeda. Apabila tanah tidak berstruktur akan sangat sulit untuk menentukannya. Konsep pedon memberikan salah satu pemecahan dan memberikan satuan yang jelas untuk melakukan deskripsi dan pengambilan contoh tanah. 1. Pedon Pedon adalah suatu area terkecil dari tanah yang harus kita deskripsi dan lakukan pengambilan contoh tanahnya sebagai pewakil dari satuan tanah yang ada, yang keadaan susunan Horizon dan perbedaan sifat-sifatnya akan tercermin dari contoh tanahnya. Pedon dapat disamakan seperti suatu sel dari kristal, berbentuk tiga dimensi. Batas ke bawah agak sukar digambarkan antara tanah dan bukan tanah. Dimensi lateralnya harus cukup lebar untuk menggambarkan keadaan Horizon-Horizonnya dan perbedaan perbedaannya, apabila ada. Perbedaan-perbedaan ini bisa dalam hal ketebalannya atau susunannya, mungkin juga terjadi secara terputus-putus. Suatu pedon meliputi area berkisar antara 1 sampai 10 m 2 tergantung dari variabilitas tanahnya. Kumpulan dari pedon-pedon disebut polipedon. Luas polipedon minimum 2 m2, sedangkan luas maksimumnya tidak terbatas. 2. Polipedon Suatu tanah yang diklasifikasikan mempunyai tanah di sebelahnya (pedon) yang tergabung membentuk suatu poligon besar yang mempunyai batasan seperti suatu pulau, yaitu dengan kumpulan pedon lain yang sifat-sifatnya berbeda. Kumpulan pedon yang sama dan membentuk suatu pulau ini disebut sebagai polipedon. Polipedon dibatasi oleh polipedon lain, dengan batas sifat-sifat polipedon yang cukup nyata. Perbedaan-perbedaan ini bisa menyangkut keadaan dari Horizon-Horizon apabila ada. Apabila Horizonnya tidak ada, perbedaannya adalah terletak pada keadaan tanahnya. Keadaan Horizon atau tanah adalah menyangkut komposisinya, termasuk mineralogi, struktur, konsistensi, tekstur dari Horizon, dan juga rejim kelembapannya. Apabila warna sebagai penentu, maka warna juga perlu disebutkan. Keadaan dari Horizon-Horizon yang dimaksud adalah keadaan batas Horizon, ketebalannya, dan perbedaan antara Horizon-Horizon atau subhorizon. Oleh karena itu batasan dari polipedon ini secara konsepsional awal, sama dengan batasan dari seri tanah, yaitu yang merupakan kategori terendah dari sistem klasifikasi taksonomi tanah. Dengan demikian, maka setiap polipedon dapat diklasifikasikan ke dalam seri tanah, hanya saja bahwa seri tanah mempunyai selang sifat yang lebih lebar daripada polipedon. Polipedon mempunyai luasan minimum >1 m5 dan maksimumnya tidak terbatas. 3. Profil Tanah Profil tanah atau penampang tanah adalah bidang tegak dari suatu sisi pedon yang mencirikan suatu lapisan-lapisan tanah, atau disebut Horizon Tanah. Setiap horizon tanah memperlihatkan perbedaan, baik menurut komposisi kimia maupun fisiknya. Kebanyakan horizon dapat dibedakan dari dasar warnanya. Perbedaan horizon tanah terbentuk karena dua faktor yaitu pengendapan yang berulang-ulang oleh genangan air atau pencucian tanah (leached) dan karena proses pembentukan tanah. Proses pembentukan horizon-horizon tersebut akan menghasilkan benda alam baru yang disebut tanah. Adapun yang dimaksud solum adalah kedalaman efektif tanah yang masih dapat dijangkau oleh akar tanaman. Horizon-horizon yang menyusun profil tanah berturut-turut dari atas ke bawah adalah horizon O, A, B, C, dan D atau R (Bed Rock). Pengenalan tanah di lapangan dilakukan dengan mengamati menjelaskan sifat-sifat profil tanah. Profil tanah adalah urutan-urutan horison tanah, yakni lapisan-lapisan tanah yang dianggap sejajar permukaan bumi. Profil tanah dipelajari menggali tanah dengan dinding lubang vertikal kelapisan yang lebih bawah. I. PENGAMATAN TANAH DI LAPANGAN Setiap penelitian tanah perlu disertai pengamatan tanah di lapangan. Pengamatan di lapangan terdiri dari pengamatan tanah dan daerah sekelilingnya. Penampang tanah dibuat baik dari tanah asli atau tanah yang telah digunakan manusia, namun sedapat mungkin lapisan bawah 2
masih asli. Pengamatan penampang meliputi semua ciri-ciri yang dapat dilihat, dirasa, atau dibedakan dengan alat sederhana, dari seluruh penampang atau dari setiap lapisan/horizon. Pengamatan daerah sekeliling mencatat semua faktor-faktor yang dapat mempengaruhi pembentukan profil tanah atau kemampuan tanah (wilayah) untuk usaha pertanian dan penggunaan lainnya. 1. Pengamatan tanah Melalui Pemboran Pengamatan tanah melalui pemboran dimaksud untuk mengetahui penyebaran jenis tanah yang dapat dilakukan secara sistematis ataupun secara taktis. Pemboran secara sistematis dilakukan dengan cara grid system yakni mengadakan pemboran pada jalur rintisan dengan jarak tertentu, misalnya 100 x 100m, 100 x 200m, 500 x 500m atau 1000 x 1000m. Cara pemboran dengan sistem ini lebih cocok untuk daerah-daerah dengan bentuk wilayah datar, dan biasa digunakan bagi surveyor yang belum berpengalaman. Pemboran secara taktis tidak dilakukan atas dasar jarak yang telah ditentukan, tetapi didasarkan atas perbedaan faktor lingkungan yang ada seperti perbedaan lereng, perbedaan bentuk wilayah, perbedaan vegetasi, fisiografi bahan induk dan sebagainya. Cara ini didasarkan atas kenyataan bahwa ada hubungan antara sifat-sifat tanah dengan faktor lingkungannya. Pemboran dilakukan berulang kali sampai mencapai kedalaman 120cm atau sampai bahan induk bila solum tanah < 120cm. Pada setiap pemboran umumnya mencapai ketebalan 10 sampai 20 cm diamati sifat-sifatnya seperti tercantum dalam tabel lampiran daftar pemboran. Setiap perubahan sifat-sifat tanah sesuai dengan kedalamannya harus dicatat, sehingga diperoleh gambaran sifat profil dari tanah tersebut. Hasil pengamatan tanah berdasarkan pemboran dikumpulkan pada tabel Range of Characteristic, kemudian dilakukan data scoring untuk dapat memilih dan menetapkan profil tanah yang benar-benar mewakili dan dominan untuk daerah yang diteliti. 2. Pembuatan Penampang atau Profil Tanah Alat-alat yang diperlukan - Bor tanah tipe Belgia, bor tusuk, bor gambut, untuk menjajaki keadaan penampang tanah dengan menetapkan tekstur, warna, konsistensi tanah. - Cangkul, garpu, sekop rintis untuk menggali lubang penampang, dan sekop lurus untuk membuat penampang tegak tanah. - Meteran untuk mengukur panjang, lebar, dan dalam penampang. Cara membuat penampang - Lubang penampang harus cukup besar biasanya berukuran (p x l x d) 2 x 1,8 m, pada tanahtanah berat dan dangkal ukuran dapat diperkecil. - Penampang tegak yang akan diamati dipilih sisi yang mendapat sinar matahari, dan pada tempat miring dipilih sisi yang mempunyai dinding teratas. - Tanah galian tidak boleh ditimbun di atas sisi penampang yang akan diamati. 3. Pengamatan Penampang Alat dan Bahan-bahan yang diperlukan 1. Meteran untuk mengukur tebal, dalam, dan, batas lapisan, ukuran kandungan bahan kasar, struktur, karatan dan perakaran. 2. Pisau untuk menarik batas lapisan, perbedaan warna, struktur, untuk mempelajari gumpalan bahan kasar, selaput liat, dan mengiris akar tumbuhan. 3. Penusuk pin, untuk penahan pita meteran. 4. Buku Munsell Soil Color Chart, untuk menetapkan warna tanah dan segala gejala yang terdapat dalam penampang. 5. PH testkit, untuk mengenal kemasan tanah tiap lapisan. 6. HCL, untuk mengenaal adanya kapur atau kongkresi kapur dan kadar relatif (berdasarkan intensitas pembuihan). 7. Loupe untuk mengenal makroskopis batuan mineral, dan mempelajari selaput liat dan bentukan lain. 8. Palu untuk memecah batu untuk diamati atau diambil contoh. 9. Air, utuk membasahi massa tanah guna ditentukannya tekstur dan konsistensi dalam keadaan lembab atau basah. 10. Daftar isian penampang, untuk mencatat semua gejala dan corak secara sistematis. 11. Kantong plastik, untuk tempat contoh tanah yang diambil. 3
12. Kertas label untuk pemberian tanda pada contoh tanah yang diatur didalam dan diluar kantong. 13. Sendok tanah, untuk menagmbil contoh tanah. 14. Helings meter, untuk menentukan drajat miring sudut. 15. Kompas, untuk menentukan arah penampang terhadap lereng atau letak penampang terhadap sesuatu tanda tetap di lapangan. 16. Peta topografi, untuk mengetahui lokasi. 17. Peta lapangan, untuk melokalisasikan penampang tanah. Pencatatan Hasil Pengamatan Hasil pengamatan dicatat pada daftar isian. Daftar isian penampang terdiri dari: muka depan; memuat keterangan umum dan keterangan utama, muka belakang memuat catatan penampang (lihat tabel deskripsi profil). Pengisisan sedapat mungkin dinyatakan dengan tanda sandi. Tanda sandi atau simbol yang ada pada tabel deskripsi dapat dilihat pada penjelasan berikut. Semua lajur/ruang harus diisi di lapangan, kecuali iklim, bahan induk. Perhatian: 1. Tulis dengan lengkap/terang, 5 menit lebih lama di lapangan lebih baik dari pada 5 menit lebih cepat selesai, tetapi dengan keterangan yang serba kurang lengkap dan kurang terang. 2. Tanda/simbol yang sesuai dengan sifat morfologi tidak boleh dicoret, tetapi hanya diberi lingkaran (O). 3. Kalau suatu sifat morfologi memakai lebih dari satu tanda/ simbol maka perlu diberi tanda panah. 4. Gejala peralihan memerlukan lebih dari satu tanda panah masing-masing diberi bernomor. 5. Kesalahan-kesalahan dalam mengisi harus dicoret serta dibubuhi paraf. Begitu pula mengenai perbaikannya. Penjelasan singkatan-singkatan pada Tabel Deskripsi Profil - Batas lapisan/ horison dinyatakan dalam kejelasan dan bentuk topografi. Kejelasan topografi: (a) = abrupt : sangat jelas, lebar peralihan < 2 cm. (c) = clear : jelas, lebar peralihan 2 5 cm. (g) = gradual: berangsur, lebar peralihan 5 12 cm. (d) = diffuse : baur, lebar peralihan > 12 cm. Bentuk topografi: (s) = smooth : rata, lurus teratur. (w) = wavy : berombak, berbentuk kantong, lebar dalam. (i) = irregular : tidak teratur, berbentuk kantong lebar dalam (b) = broken : terputus, batas horison tidak dapat disambungkan dalam suatu bidang datar. - Tekstur keterangan simbol lihat di penetapan tekstur. - Kandungan bahan organik kasar : berdasarkan jenis (fe) = kongkresi besi berwarna merah/coklat, umumnya berbentuk benjol/ bulat. (Mn) = kongkresi managan sama dengan besi, tetapi berwarna kehitaman. (Ca) = kongkresi kapur, berwarna keputihan, umumnya membuih dengan HCL. (B) = pecahan batu atau bahan lain sebagai pengisi. - Struktur : Berdasarkann taraf perkembangan: (0) = tidak berstruktur (2) = cukup (1) = lemah (3) = kuat Berdasarkan ukuran: (VF) = sangat halus/ tipis/ kecil (very fine) (F) = halus/ tipis/ kecil (fine) (M) = sedang (medium) (C) = besar/ tebal (coarse) (VC) = sangat besar/ tebal (very coarse) 4
Berdasarkan bentuknya: (pl) = lempeng/ keping (platy) (m) = pejal (massive) (p) = prisma (puismatic) (g) = kersai/ butir (granular) (cp) = tiang (columnar) (cr) = remah (crumb) (ab) = sudut (angular blocky) (sb) = kubus membulat/gumpal (subangular blocky (b) = kubus (blocky) (l) = lepas/ butir tunggal (loose) - Pori tanah, dibedakan atas: (sd) = sedikit (s) = sedang (b) = banyak - Konsistensi keterangan simbol lihat dipenetapan konsistensi. - Karatan dibedakan berdasarkan: Jumlah: (sd) = sedikit : 2% dari luas permukaan. (bi) = biasa : 2 20%. (ba) = 20%, matriks masih nampak jelas. Ukuran: (k) = kecil : diameter < 0,5 cm. (s) = sedang : diameter 0,5 1,5 cm. (b) = biasa : diameter > 1,5 cm, matriks masih nampak jelas. Bandingan: (b) = baur : warna matriks dan karatan hampir sama. (d) = jelas : warna matriks dan karatan berbeda dalam hue dan chroma. (n) = sangat jelas (nyata) : bintik-bintik karatan merupakan gejala utama dari horison. Batas: (d) = jelas : warna beralih tiba-tiba. (s) = sedang : warna peralihan 2 mm. (k) = kabur : warna peralihan 2 mm. Bentuk: (b) = bintik : hampir membulat, satu dengan lainnya tidak bersambungan. (bs) = bintik berganda : hampir membulat, satu dengan lainnya bersambungan. (li) = lidah : memanjang kecil. Membujur dari atas ke bawah. (ap) = api : lebar atau besar yang arahnya tidak menetu. (v) = pipa : bulat memanjang. 4 Pengambilan Contoh Tanah dan Persiapan di Laboratorium Setelah dilakukan pengamatan penampang profil tanah, selanjutnya dilakukan pengambilan contoh tanah untuk masing-masing horison tanah yang ditemui di lapangan. Pengambilan contoh kurang lebih 2 kg/horison. Kemudian contoh tanah tersebut dihaluskan kemudian diayak, tanah siap untuk dianalisa di laboratorium. II. KADAR AIR TANAH Tanah terdiri dari 3 fase yaitu: cairan, gas, dan padatan. Fase cairan adalah air tanah yang mengisi bagian-bagian atau seluruhnya dari ruang kosong di antara zarah-zarah padat. Salah satu peranan tanah dalam bidang pertanian adalah sebagai tempat penyimpanan air yang sangat penting dalam hubungannya dengan kation, dekomposisi bahan organik, dan kegiatan jasad-jasad mikro. Hal itu hanya dapat berlangsung dengan baik bilamana tersedia air dan udara yang cukup. Tertahannya air dalam tanah disebabkan oleh proses adhesi antara air dan tanah serta proses kohesi air. Air yang tertahan itu dijumpai dalam pori-poro mikro ataupun selaput-selaput yang ada di sekeliling zarah-zarah tanah. Air yang tidak tertahan akan mengisi pori-pori makro dan kemudian meresap ke bawah karena adanya gaya gravitasi. Penahan air oleh tanah serta kecendrungan pergerakan air di dalam tanah dari tanah ke tanaman dan dari tanaman ke atmosfer merupakan akibat karena adanya efek energi,. Seperti 5
halnya benda-benda lain di alam, air tanah juga mempunyai energi dalam berbagai bentuk. Dalam fisika klasik dikenal 2 bentuk energi yaitu: energi kinetik dan energi potensial. Oleh karena gerakan air di dalam tanah cukup lambat, maka energi kinetiknya dapat diabaikan. Energi potensial yang ditentukan oleh keadaan internal tanah sangat beragam. Potensial total ai tanah adalah jumlah pengaruh dari berbagai gaya yaitu potensial gravitasi, potensial matriks, potensial osmotik dan kemungkinan-kemungkinan potensial lainnnya yang kurang begitu penting. Potensial gravitasi berperan penting dalam menghilangkan air lebih. Ptensial osmotik disebabkan oleh adanya bahan terlarut dalam tanah yang dapat menurunkan energi bebas air karena ion atau molekul bahan terlarut menarik molekul-molekul air, jadi potensialnya negatif. Potensial matriks merupakan hasil gaya kapilaritas dan gaya serapan yang diakibatkan oleh matriks tanah. Kedua gaya tersebut menurunkan energi bebas air tanah, sehingga potensial matriks akan selalu negatif. Potensial yang sangat mempengaruhi hubungan air, tanah dan tanaman adalah potensial matriks dan osmotik. Karena potensial matriks dan osmotik adalah negatif, sering disebut tegangan atau hisapan. Cara umum yang dipakai untuk menyatakan tegangan adalah tinggi suatu kolam air. Air dalam tanah dapat digolongkan dalam: (1) air gravitasi, (2) air kapiler, dan (3) air hidroskopik. Air gravitasi adalah air yang tidak dapat ditahan oleh tanah tetapi meresap kebawah karena pengaruh gaya gravitasi dan terdapat antar tegangan 0,1 dan 0,5 atmosfer. Air kapiler adalah air yang diserap, biasanya merupakan suatu lapisan yang ada diseliling zarah-zarah tanah dan berada dalam ruangan kapiler dan berada antara tegangan 0,1 dan 31 atmosfer. Air hidroskopik adalah air yang di serap dari uap air uda oleh zarah tanah. Air ini melekat pada permukaaan zarah tanah berupa selaput tipis yang terdiri dari lapisan molekul air. Lapisan ini tertahan kuat sehingga tidak mudah menguap dalam keadaan biasa. Air hidroskopik tidak dapat diserap tanaman dan berada pada tegangan antara 31 hingga 10.000 atmosfer. Untuk mengetahui keadaan air tanah dalam hubungannya dengan pertumbuhan tanaman, maka perlu ditetapkan kadar air tanah dalam beberapa keadaan seperti: (1) kadar air total, (2) kapasitas lapangan, dan (3) titik layu permanen. Kadar air total tanah adalah kadar air tanah yang diperoleh dengan jalan pengeringan tanah kering udara di dalam oven pada suhu 105 derajat celcius sehingga bobotnya tetap. Kapasitas lapangan adalah jumlah air yang ditahan oleh tanah setelah kelebihan air gravitasi meresap ke bawah karena gaya gravitasi. Titik layu permanen adalah kandungan air tanah pada saat tanaman yang ditanam diatasnya telah mengalami layu permanen, dalam arti susah disembuhkan kembali meskipun telah ditambahkan sejumlah air yang mencukupi. Selisih antara kadar air pada kapasitas lapangan dan titik layu permanen disebut air tersedia. Dalam praktikum ini akan dilakukan penetapan kadar air tanah, sedangkan persentase air tersedia dan tegangan belum dapat dilakukan. Penetapan kadar air dapat dilakukan dengan cara langsung, tidakm langsung dan berbagai teknik dengan penetapan propesional kelembapan. Dalam penuntun ini dicantumkan nmasing-masing salah satu cara dari ke tiga cara tersebut. Cara Gravimetrik Dengan cara ini kadar air nditetaokan secara langsung dengan mengukur kehilangan bobot karena kehilangan air melalui pengeringan tanah. Tahap-tahap pengerjaannya adalah sebagai berikut: 1. Masukkan contoh tanah (10g) kedalam botol timbang yang bersih dan kering, kemudian timbang. 2. Keringkan contoh tanah tersebut dalam oven (tutup botol terbuka) pada suhu 105 drajat celcius sampai bobotnya tetap (lebih kuran 24 jam). 3. Dinginkan botol timbang dan isinya dalam eksikator sampai mencapai suhu ruangan (botol timbang tertutup), kemudian timbang. 4. Hitung kadar airnya atas dasar bobot tanah kering oven 105 drajat celcius dengan persamaan sebagai berikut: Bobot air= bobot botol berisi tanah lembab bobot botol berisi taah kering 105 drajat celcius. Bobot tanah kering 105 0 C = bobot total ber-isi tanah kering (105 0 C) bobot botol Kadar air tanah = bobot air X 100 Bobot tanah kering (105 0 C) Cara Tahanan Listrik Dengan cara ini kadar air ditetapkan secara tidaklangsung berdasarkan sifat air sebagai pengantar listrik. Sifat hantaran listrik bahan sarang seperti tanah dapat berubah sesuai kadar airnya. 6
Makin rendahnya kadar air, hantaran listriknya makin rendah dan tahanan listrik yang ditimbulkannya makin tinggi. Suatu blo CaSO 4 berelektrode dalam tanah yang lembab akan menyerap air tanah sehingga keseimbangan tercapai. Tahanan blok tersebut terhadap aliran listrik yang diberikan tergantung dari jumlah air yang diserap. Dengan mengalibrasikan tahanan lisitrik dengan kelembapan tanah Bouyuocos (dari michigan State University) mengembangkan suatu alat yang disebut Bouyuocos Moisture Meter yang mencatat skala tahanan listrik dikalibrasikan dengan persentasi air tersedia 0 sampai dengan 100%. Penetapan Kurva Tegangan Air Tanah Seperti telah dikemukakan tanah dapat mengikat air karena adanya tegangan matriks dan osmotik. Untuk memperoleh gambaran tentang keadaan air tanah pada tegangan tertentu pada tanah basah diberikan tekanan dalam alat yang disebut pressure plate (untuk tekanan 5 atm). Tekanan dapat dinyatakan dalam cm tinggi kolom air. pf adalah logaritma (log 10) dari tegangan air tanah yang dinyatakan dalam cm tinggi kolom air. Misalnya untuk tegangan atau 1/3 atm = 346 cm kolom air maka pf = log 346 = 2,54. Kurva tegangan air tanah atau sering disebut kurva pf adalah kurva yang menunjukkan hubungan antara logaritma tegangan air dengan kandungan air tanah. Tahap-tahap pekerjaannya adalah sebagai berikut: 1. Letakkan contoh untuk penetapan pf 1 : 2 : 2,54 (1/3 atm) di dalam gelang-gelang karet di atas piringan dalam alat presurre plate sedangkan untuk penetapan pf 4,2 (15 atm) dalam alat pressure membrane. 2. Jenuhi contoh tanah tersebut dengan air sampai berlebih, dan biarkan selama 48 jam. 3. Tutup alat tersebut rapat-rapat, kemudian berikan tekanan sesuai dengan pf yang dikehendaki sampai keseimbangan tercapai (setelah lebih kurang 48 jam tekanantersebut bekerja). 4. Keluarkan contoh tanah tersebut untuk ditetapkan kadar airnya. 5. Buat kurva pf dengan kadar air sebagai absis dan pf sebagai koordinatnya. Pertanyaan 1. Apa gunanya kita menentukan kadar air tanah? Sebutkan cara-cara yang sering dipakai! 2. Sebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi jumlah air yang dapat disediakan oleh suatu tanah! 3. Apa yang dimaksud dengan pemakaian air konsumtif? Sebutkan faktor-faktor yang mempengaruhinya! III. TEKSTUR, WARNA, KONSISTENSI DAN STRUKTUR TANAH Tekstur Tanah Tekstur tanah adalah susunan relatif dari ukuran zarah tanah terdiri dari pasir berukuran 2 mm 50 µ, debu berukuran 50 2 µ, dan liat berukuran < 2 µ. Untuk keperluan pemilahan ada 12 kelas tekstur tanah yaitu: pasir, debu, liat, pasir berlempung, lempung berpasir, lempung, lempung berdebu, lempung berliat, lempung liat berpasir, dan liat berdebu. Pembagian itu kemudian disederhakan menjadi 7 kelas yang terdiri dari pasir, lempung kasar, lempung halus, debu kasar, debu halus, liaat berdebu, dan liat sangat halus. Penetapan tekstur secara garis besarnya dapat dibagi 2 yaitu: (1) penetapan kasar yaitu menurut perasaan di lapangan, (2) penetapan di laboratorium. Penetapan Tekstur Menurut Perasaan di Lapangan Massa tanah kering atau lembab dibasahi kemudian dipijit diantara ibu jari dan telunjuk sehingga membentuk bola lembab, sambil diperhatikan adanya rasa kasar atau licin. Kemudian di gulung-gulung sambil dilihat daya tahan terhadap tekanan dan dilihat kelekatan massa tanah waktu telunjuk dan ibu jari direnggangkan. Dari rasa kasar atau licin, gejala piridan, guloungan dean kelekatan, dapatlah ditentukan kelas tekstur lapangan. Tabel 1 dapat digunakan untuk membantu menentukan tekstur suatu tanah dan memilahkannya dalam kelas tekstur tertentu. Penetapan Tekstur Tanah di Laboratorium Tekstur tanah dapat ditentukan menurut berbagai cara di laboratorium. Untuk keperluan latihan keterampilan dipilih satu cara yang dianggap paling sederhana dan umum digunakan cara pipet. 7
Pada dasarnya penetapan tekstur tanah ini didasarkan pad hukum Stokes. Secara garis besar hukum ini didasarkan atas kecepatan pengendapan dari zarah berbentuk bola dalam suatu cairan yang tergantung dari jari-jari zarah itu. Rumusnya adalah: Dimana: V : kecepatan jatuh tanah d 1 : kerapatan tanah d 2 : kerapatan air V 2 ( d1 9 d 2) r n r : diameter zarah g : gravitasi bumi n : kekentalan cairan (tergantung pada suhu) 2 g Tabel 1. Penetapan Kelas Tekstur Menurut Perasaan di Lapangan No. Kelas Tekstur Rasa dan Sifat Tanah 1 Pasir (s) Rasa kasar jelas, tidak membentuk bola dan gulungan serta tidak melekat 2 Pasir Berlempung Rasa kasar sangat jelas, membentuk bola (ls) yang mudah sekali hancur serta melekat 3 Lempung Berpasir Rasa kasar agak jelas, membentuk bola (sl) agak keras mudah hancur serta melekat 4 Lempung Berdebu Rasa licin, membentuk bola teguh, mem- (lsi) bentuk pita, lekat 5 Lempung Rasa tidak kasar dan tidak licin, mem- (l) bentuk bola teguh, dapat sedikit digulung dengan permukaan mengkilat serta melekat. 6 Debu Rasa licin sekali, membentuk bola teguh (si) dapat sedikit digulung dengan permukaan mengkilat serta agak melekat. 7 Lempung Berliat Rasa agak kasar membentuk bola agak teguh (cl.l) (kering), membentuk gulungan jika dipijit, gulungan mudah hancur serta melekatnya sedang. 8 Lempung Liat Berpasir Rasa kasar agak jelas, membentuk bola agak (scl.l) teguh (kering), membentuk gulungan jika dipijit gulungan mudah hancur serta melekat. 9 Lempung Liat Berdebu Rasa licin jelas, membentuk bola teguh gulungan (sicl.l) mengkilat serta melekat. 10 Liat Berpasir Rasa licin agak kasar, membentuk bola dalam (scl) keadaan kering sukar dipijit, mudah digulung serta melekat sekali. 11 Liat Berdebu Rasa agak licin, membentuk bola dalam keadaan (sicl) kering, sukar dipijit, mudah digulung serta melekat sekali. 12 Liat Rasa berat, membentuk bola baik serta melekat (cl) sekali. Warna Tanah Warna adalah sifat tanah yang paling jelas dan mudah ditentukan walaupun warna ini mempunyai pengaruh yang kecil terhadap kegunaan tanah, tetapi kadang-kadang dapat dijadikan petunjuk adanya sifat khusus dari tanah tersebut. Misalnya, warna tanah gelap mencirikan kandungan bahan organik yang tinggi. Warna kelabu menunjukkan pengaruh air yang dominan, sedangkan warna merah menunjukkan bahwa tanah sudah mengalami pelapukan yang lanjut. Warna tanah ditentukan dengan cara membandingkan dengan warna baku yang terdapat pada Munsell Soil Color Chart. Penentuan ini meliputi penetapan warna dasar tanah (matriks), warna bidang struktur, dan selaput liat. Warna karatan dan kongresi, warna plintit, dan warna humus. Warna dinyatakan dalam 3 satuan yaitu kilap (hue), nilai (value), dan kroma (chroma), menurut nama yang tercantum dalam lajur yang bersangkutan. Kilap berhubungan erat dengan panjang gelombang cahaya, nilai berhubungan dengan kebersihan warna, dan kroma yang 8
kadang-kadang disebut kejenuhan yaitu kemurnian relatif dari spektrum warna. Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penetapan warna tanah, yaitu: 1. Tanah yang diamati adalah dalam kondisi: basah, lembab, dan kering. 2. Tempat pengamatan terlindung dari sinar matahari langsung. 3. Tanah ditaruh di bawah lubang kertas Munsel Soil Color Chart dengan jari atau pisau. 4. Tanah tidak boleh mengkilat (kecuali pada warna bidang struktur). 5. Menghindarkan bekerja sebelum jam 09.00 Wib dan sesudah jam 16.00 Wib. 6. Jika warna tanah tidak dapat tepat sama dengan gambar warna tekstur maka diberikan angkaangka hue, value dan chroma tertinggi dan terendah yang membatasinya. Konsistensi Tanah Konsistensi adalah salah satu sifat fisika tanah yang menggambarkan ketahanan tanah pada saat memperoleh gaya atau tekanan dari luar yang menggambarkan bekerjanya gaya kohesi (tarik menarik antar partikel) dan adhesi (tarik menarik antara partikel dan air) dengan berbagai kelembaban tanah. Konsistensi tanah dinilai pada kondisi tanah yang berbeda-beda, yaitu basah, lembab, dan kering. Konsistensi dalam Keadaan Basah Keadaan basah diartikan keadaan air tanahnya lebih tinggi dari kapasitas lapang. Kelekatan atau derajat adhesi tanah, ditentukan dengan memijit tanah antara ibu jari dan telunjuk. Tidak Lekat (so) : bila kedua jari dilepaskan, contoh tanah rapuh dan terus jatuh bebas. Agak Lekat (ss) : bila kedua jari dilepaskan, sebagian kecil contoh tanah tinggal melekat pada ke dua jari tersebut. Lekat (s) : bila kedua jari tangan direnggangkan, tanah tinggal melekat dan terasa lengket. Sangat Lekat (ps): bila kedua jari direnggangkan, tanah melekat sekali sehingga sukar untuk melepaskan kedua belah jari. Plastisitas atau sifat kenyal atau derajat kohesi tanah, merupakan ciri mudah tidaknya bentuk tanah berubah tanpa retak bila dipirid antara ibu jari dan telunjuk. Tidak Plastis (po) : tanpa dapat dibentuk bulat atau pita. Agak Plastis (ps) : dapat dibentuk bulatan atau pita, akan tetapi cepat berubah bentuk. Plastis (p) : tanah dapat dibentuk bulatan atau pita, tekanan yang sedang dapat Mengubah bentuknya dengan mudah. Sangat Plastis (vp): contoh tanah dapat dibentuk bulatan atau pita bundar, sulit diubah bentuknya. Konsistensi dalam Keadaan Lembab Konsistensi dalam keadaan lembab ditentukan dengan meremas massa tanah yang berkadar air antara titik layu permanen dan kapasitas lapangan. Lepas (l) : butir-butir tanah terlepas satu dengan lainnya, tidak terikat, melekat bila ditahan. Sangat Gembur (vf) : dengan sedikit tekanan mudah bercerai, bila digenggam mudah bergumpal melekat bila ditekan. Gembur (f) : bila diremas dapat bercerai, bila digenggam massa tanah bergumpal, melekat bila ditekan. Teguh (t) : massa tanah tahan terhadap remasan, hancur dengan tekanan besar. Sangat Teguh (vt) : massa tanah tahan terhadap remasan, tidak mudah berubah bentuk. Sangat Teguh : massa tanah sangat tahan terhadap remasan, bila di genggam bentuk Sekali (et) tidak berubah. Konsistensi dalam Keadaan Kering Konsistensi ditentukan dengan meremas/ menekan massa tanah yang berkadar air kurang dari titik layu permanen. Lepas (l) Lunak (s) : tanpa kohesi. : sangat kurang melekat, dengan tekanan yang sedikit tanpa pecah menjadi butir kohesi kecil. 9
Agak Keras (sh) : sedikit tahan terhadap tekanan, dengan mudah dapat dihancurkan dengan telunjuk dan ibu jari. Keras (h) : tahan terhadap tekanan, massa tanah dapat dipatahkan dengan tangan (tidak dengan jari). Sangat Keras (vh) : daya tahan sangat besar, dapat dipecahkan tangan dengan susah payah. Tidak dapat dipecahkan dengan telunjuk dan ibu jari. Ekstrim Keras (eh) : tahan sekali terhadap tekanan, tidak dapat dipecahkan dengan tangan. Struktur Tanah Struktur tanah terbentuk melalui Agregasi berbagai partikel tanah yang menghasilkan bentuk/susunan tertentu pada tanah. Struktur tanah juga menentukan ukuran dan jumlah rongga antar partikel tanah yang mempengaruhi pergerakan air,udara,akar tumbuhan,dan organisme tanah. Bentuk struktur tanah: Gumpal (blocky), yaitu struktur yang memiliki ukuran hampir seimbang, bentuk permukaan rata atau membulat Lempeng (platy), yaitu struktur berbentuk rata dan umumnya berorientasi pada bidang horisontal Prisma (prismatic), yaitu struktur yang ukurannya dibatasi bidang datar dan melebar sepanjang bidang vertikal Kersai (granular), yaitu struktur yang bentuk membulat atau berbidang banyak dan mempunyai permukaan yang tidak teratur atau melengkung Tiang (columnar), yaitu struktur seperti prisma tetapi bagian atasnya membulat Ukuran struktur tanah: Dibedakan dalam lima kelas dengan batas ukuran masing-masing kelas berbeda menurut bentuk struktur tanah seperti pada tabel berikut: Tabel 2. Ukuran Masing-Masing Kelas Menurut Bentuk Struktur Tanah (mm) Kelas Lempeng Prisma dan Tiang Gumpal Kersai/Granuler Sangat halus Halus Sedang Kasar Sangat kasar < 1 1 2 2 5 5 10 >10 < 10 10 20 20 50 50 100 >100 < 5 5 10 10 20 20 50 >50 < 1 1 2 2 5 5 10 >10 Tabel 3. Penilaian Tipe Struktur Tanah No. Kelas Struktur Tanah Kode 1. Granuler sangat halus 1 2. Granuler halus 2 3. Granuler sedang sampai kasar 3 4. Gumpal, lempeng, pejal 4 Tekstur Tanah Cara kerja Penetapan Tekstur Tanah Menurut Perasaan di Lapangan Tahap-tahap pekerjaannya adalah sebagai berikut: 1. Massa tanah kering atau lembab dibasahi secukupnya kemudian dipijat diantara ibu jari dan telunjuk sehingga membentuk bola lembab. 2. Sambil memperhatikan adanya rasa kasar atau licin diantara ibu jari tersebut, bola tanah yang lembab itu kemudian digulung-gulung dan amatilah adanya daya tahan terhadap tekanan dan kelekatan massa tanah sewaktu telunjuk dan ibu jari direnggangkan. 3. Dari rasa kasar atau licin, gejala piridan, gulungan dan kelekatan tentulah kelas tekstur lapang berdasarkan kriteria pada tabel1. Penetapan Tekstur Tanah di Laboratorium Tahap-tahap pekerjaannya sebagai berikut: 1. Timbang 10 g tanah (untuk tanah pasir 20 g), kemudian masukkan kegelas piala 1 l. 10
2. Tambahkan 50 ml H 2 O 2 30% (untuk mengahncurkan bahan organik). Simpan diatas bak berisi air untuk mencegah reaksi yang hebat. Kocok dengan hati-hati, lalu tambahkan 6 tetes asam asetat 99%. Biarkan selama 1 malam. 3. Panaskan di atas pemanas air sambil ditambahkan H 2 O 2 sedikit demi sedikit sambil diadukaduk sampai semua bahan organik habis (tandanya apabila tidak ada buih lagi). Berikan 50 ml HCL 6N untuk tiap 1% CaCO 3 dan 100 ml HCL 0,2N (untuk melarutkan CaCO 3 ). Tambahkan air sampai kira-kira separuh gelas piala, kemudian didihkan kira-kira selama 20 menit. 4. Lakukan pencucian Cl sampai semua Cl - hilang (uji dengan perak nitrat, tidak terjadi awan putih berarti sudah habis). 5. Pisahkan fraksi pasir dengan menggunakan ayakan 50 µ. Fraksi debu dan liat ditampung dalam tabung sedimentasi. 6. Pidahkan fraksi pasir dari ayakan kedalam cawan aluminium (yang sudah diketahui bobotnya). Kemudian keringkan dalam oven suhu 150 0 C semalam. Tentukan bobot pasirnya. 7. Ke dalam tabung sedimentasi yang berisi debu dan liat tambahkan 20 ml Na-pirofosfat (yang sudah diketahui bobotnya), biarkan selama 1 jam sampai terjadi suspensi yang sempurna, kalau belum terjadi tambahkan lagi Na-pirofosfatnya. Tambahkan air sampai tanda tera. Kecuali untuk jenis tanah Andosol penambah Na-pirofosfat jangan dilakukan, khususnya untuk ini ph suspensi diusahakan berada pada 2,7. 8. Tutuplah gelas ini dengan sumbat karet lalu kocok dengan jalan menjungkir balikkan tabung sedimentasi tadi, lalu segera dirikan dalam bak air, kemudian buka sumbatnya. Catat waktu selesai pengkocokan atau mulai dijalan kan stop watch. 9. Lakukan pemipetan dari tabung sedimentasi tersebut menurut waktu, kedalaman pipet, dan volume pipet sesuai dengan tabel 2. 10. Setiap hasil pemipetan dituangkan kedalam cawan aluminium untuk diuapkan airnya dalam pemanas air, yang selanjutnya dimasukkan ke dalam tanur pada suhu 105 0 C, akhirnya dimasukkan ke dalam eksikator, lau ditimbang. Tabel 2. Volume Pipet, Waktu, dan Kedalaman Pipet Ukuran Fraksi Volume Pipet Kedalaman Pipet Waktu (u) (ml) (cm) Jam Menit Detik 0-50 50 0 0 0 0 0-20 10 10 0 4 6 0-10 10 10 0 16 16 0-2 10 10 6 47 0 Sebelum melakukuan pemipetan, isi pipetharus diperiksa lebih dahulu, dengan rumus: Bobot Isi BxJ (Bobot jenis air pada suhu 25 0 C = 0,9971 g/ ml, 26 0 C = 0,9968 g/ ml, 27 0 C = 0,9965 g/ ml). Warna Tanah Tahap-tahap pekerjaannya adalah sebagai berikut: 1. Tetapkanlah warna segumpal tanah (bentuk aslinya) dengan cara membandingkannya dengan warna yang terdapat pada Munsell Soil Color Chart. 2. Catat satuan yang terdapat yaitu hue, value, dan chroma. Konsistensi Tanah Tahap-tahap pekerjaannya adalah sebagai berikut: 1. Contoh tanah yang berkadar air lebih tinggi dari kapasitas lapangan dipijit antara ibu jari dan telunjuk. Tentukanlah konsistensi dalam keadaan basah, yaitu kelekatannya. Tentukan pula plastisitasnya dengan memirit tanah antara ibu jari dan telunjuk. 2. Contoh tanah yang berkadar air antara titik layu permanen dan kapasitas lapang diremas dengan telapak tangan. Tentukan konsistensi dalam keadaan lembab dengan mengamati ketahanannya terhadap remasan. 3. Contoh tanah yang berkadar air kurang dari titik layu permanen diremas atau ditekan dengan telapak tangan. Tentukanlah konsistensi dalam keadaan kering dengan mengamati ketahanannya terhadap penekanan oleh telapak tangan. 11
Struktur tanah Struktur tanah ditentukan langsung di lapangan dengan cara mengambil sebongkah tanah dari suatu sampel tanah yang berukuran kurang lebih 10 cm 3 kemudian dipecah dengan cara menekannya dengan jari sehingga terdapat suatu pecahan alami. Pecahan alami tersebut menjadi agregat atau gabungan agregat dan dari agregat itu ditentukan bentuk dan ukurannya serta tipe strukturnya.. Pertanyaan 1. Bahan dan alat apa saja dalam pelaksanaan analisis tekstur yang harus ditimbang lebih tepat (menggunakan timbangan analitik yang lebih peka), serta apa alasannya? 2. Faktor apakah yang menyebabkan jenis andosol harus mendapatkan perlakuan khusus dalam penetapan teksturnya? 3. Jelaskan masing-masing fungsi dari bahan kimia yang digunakan pada penetapan tekstur cara pipet? 4. Kesimpulan apa yang dapat diambil jika pada suatu profil tanah saudara mendapat hal sebagai berikut: 1. Memiliki becak dengan chroma < 2 pada kedalaman kurang dari 50 cm. 2. Warna matriks pada kedalaman lebih dari 25 cm, lebih biru daripada 10Y. 5. Jelaskan hubungan antara konsistensi tanah dan jenis alat untuk pengolahan tanah yang saudara dapatkan! 6. Pada batas-batas mana sebaiknya pengolahan tanah dilakukan? Terangkan! IV. REAKSI TANAH Ketersediaan unsur harabagi tanaman sangat bergantung dari beberapa faktor, diantaranya ph tanah yang dirumuskan sebagaii berikut: ph = - log Cons H + Nilai ph berkisar antara 0-14. Makin tinggi kepekatan H + di dalam tanah makin rendah ph tanah, sebaliknya makin rerndah kepekatan H + di dalam tanah makin tinggi ph tanah tersebut. Sehubungan dengan nilai ph ini dijumpai 3 kemungkinan yaitu: asam, netral, alkalin. Nilai ph = 7 berarti kepekatan H + sama dengan kepekatan OH - disebut netral. Bila ph < 7 berarti kepekatan H + lebih tinggi dari kepekatan OH - disebut dengan asam. Bila ph > 7 berarti kepekatan H + lebih kecil dari kepekatan OH - disebut alkalin. Kemasaman tanah dibedakan atas kemasaman aktif dan kemasaman potensial. Kemasaman aktif disebabkan oleh H + bebas dalam larutan tanah, sedangkan kemasaman potensial (cadangan) disebabkan oleh H + dan Al 3+ yang terjerap pada permukaan kompleks jerapan. Ion H + dalam larutan tanah berada dalam keadaan keseimbangan dengan H + yang terjerap. Bila kepekatan H + dalam larutan tanah berkurang maka H + pada kompleks jerapan masuk ke dalam larutan. Sebelum ph meningkat maka H + yang ada pada kompleks jerapan ini harus di netralkan terlebih dahulu. Kepekatan H + dalam larutan tanah tidaklah sama untuk setiap tempat. Pada permukaan kompleks jerapan kepekatan H + tinggi dan makin jauh dari kompleks jerapan kepekatannya berkurang. Pengaruh ph terhadap pertumbuhan tanaman berbeda menurut jenis tanaman. Tanaman tumbuh baik pada ph rendah adalah teh, azalea, rhododendron; pada ph sedang adalah keledai, tembakau, tomat, jagung, gandum; pada ph agak tinggi adalah alfalfa, asparagus. Pengaruh kepekatan H + terhadap akar tanaman dan tersedianya unsur hara bagi tanaman telah banyak di teliti. Buruknya pertumbuhan tanaman pada ph rendah disebabkan oleh (1) perusakan langsung oleh H +, (2) tergantungnya penyerapan Ca dan N, (3) meningkatnya kelarutan Al, Fe, dan Mn, sehingga meracuni tanaman, (4) Berkurangnya ketersediaan Mo dan P, dan (5) berkurangnya kandungan basa seperti Ca, Mg, dan K. Demikian pula ph yang terlalu tinggi tidak baik bagin pertumbuhan tanaman karena unsur mikro (Zn, Cu, B, Fe, dan Mn) kurang tersedia bagi tanaman dan P diendapkan oleh Ca. Penetapan ph Tanah Metode penetapan ph tanah ada dua macam yaitu secara kolorimetri yang didasarkan pada warna dan ph meter. Penetapan ph berdasarkan warna dilakukan dengan menggunakan indikkator. Warna indikator tidak sama pada kepekatan H + yang berbeda. Cara ini biasanya 12
dilakukan di lapangan. Nilai yang di dapat biasanya berbeda dengan nilai yang di tetapkan dengan ph meter di laboratorium. Perbedaan tersebut sekitar 0,3 satuan ph. Hasil pengukuran dengan ph meter sangat bervariasi tergantung dari ketelitian persiapan tanah yang akan dianalisis. Faktor yang mempengaruhi penetapan ph tanah antara lain: (1) perbandingan air dengan tanah, (2) kandungan garam-garam dalam larutan tanah, dan (3) keseimbangan CO 2 udara dengan CO 2 tanah. Nisbah antara air dengan tanah yang digunakan biasanya adalah 1 : 1 atau 5 : 1. Makin tinggi nisbah ini makin tinggi ph tanah. Kalau perbandingan ini terlalu rendah, kontak antara larutan tanah dan elektrode tidak sempurna, akibatnya pengukuran kurang teliti. Selain dari air sebagi pelarut (ph, H 2 O) juga digunakan KCl 1 N. Hasil pengukurannya disebut ph KCl. Garam KCl akan melepaskan H + dari kompleks jerapan. Umumnya ph KCL 0,5 sampai 1,5 satuan ph lebih rendah dari ph H 2 O. Dalam praktikum akan dilakukan penetapan ph dengan indikator ph H 2 O dan ph KCl. Cara Kerja Penetapan ph dengan Indikator Tahap-tahap pekerjaannya adalah sebagai berikut: 1. Masukkan kira-kira 1 g tanah dalam tabung reaksi, tambahnkan 3 ml air destitala, kocok selama 10 menit dan kemudian diamkan selama 5 menit. 2. Pindahkan cairan kepiring porselen, tambahkan indikator tetes demi tetes dan aduk, pergunakan indikator yang mempunyai selang perubahan warna rendah terlebih dahulu. 3. Sesuaikan warna larutan tanah dengan daftar warna indikator dan catat ph nya. Catatan: Brom kresol hijau selang perubahan warna terjadi pada ph 3,8 sampai 5,4 (kuning kebiru). Klorofenol merah, selang perubahan warna terjadi pada ph 3,8 sampai 6,4 (kuning ke ungu). Bromtimol biru, selang perubahan warna terjadi pada ph 6,0 sampai 7,6 (kuning ke biru). Penetapan ph dengan ph Meter Tahap-tahap pekerjaannya adalah sebagai berikut: 1. Timbang 10 g tanah, masukkan kedalam botol kocok dan tambahkan 10 ml air destilata. 2. Kocok selama 30 menit dengan mempergunakan mesin pengocok, diamkan sebentar. 3. Ukur dengan ph meter. Selanjutnya dengan cara kerja yang sama lakukan dengan perbandingan tanah dan air 1 : 2,5 dan 1 : 5. Kemudian lakukan penetapan ph dengan KCL 1N perbandingan tanah dan KCl adalah 1 : 1 : 1 : 2,5 dan 1 : 5. Pertanyaan 1. Terangkan mengapa dalam penetapan ph tanah, perbandingan antara air dengan tanah harus diperhatikan! 2. Mungkinkah ph KCl lebih tinggi dari ph H 2 O? terangkkan! 13
Lampiran 1. PENGAMATAN TANAH DENGAN PEMBORAN No. Pengamatan : Lokasi Survey : SURVEYOR : 1 Desa/Kec/Kabupaten : 2 Koordinat : 3 Ketinggian dpl : 4 Topografi : 5 Land use : 6 Vegetasi : 7 Permukaan Air Tanah : Hari/Tanggal/Tahun Pengamatan : Drainase : Jenis Pengamatan : Iklim : Lembaga/Institusi Cuaca saat pengamatan : : Cuaca Kemarin : Sketsa/Site : Lapisan/ Horison Tebal Lapisan (cm) Warna Dasar Matriks Karatan Tekstur Konsistensi Keterangan Lampiran 2. Gambar Segitiga Tekstur 14
Lampiran 3. Isian Database Tanah Bagian Muka (Situs dan kkasifikasi Tanah) 15
16