Modul ini mencakup bahasan tentang sifat fisik tanah yaitu: 1.tekstur, 2. bulk density, 3. porositas, 4. struktur 5. agregat 6. warna tanah 7. Konsistensi
Warna merupakan petunjuk untuk beberapa sifat tanah oleh karena warna dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor yang terdapat dalam tanah. Penyebab perbedaan warna tanah umumnya adalah akibat perbedaaan kandungan bahan organik; semakin banyak kandungan bahan organik tanah tersebut maka warnanya akan semakin gelap. Sebagian tanah warnanya disebabkan oleh warna mineral tanah itu sendiri.
Pada lapisan bawah, warna tanah banyak dipengaruhi oleh bentuk dan banyaknya senyawa Fe. Pada daerah yang berdrainase buruk, yaitu sering tergenang air, maka seluruh tanah berwarna abuabu karena senyawa Fe terdapat dalam keadaan tereduksi, sedangkan pada tanah berdrainase baik, yaitu tanah yang tidak pernah terendam air, Fe terdapat dalam keadaan oksidasi yang berwarna merah atau limonit yang berwarna kuning coklat.
Bila tanah kadang-kadang basah dan kadang kering maka disamping berwarna abu-abu didapat pula bercak-bercak karatan merah atau kuning yaitu dimana udara dapat masuk sehingga terjadi oksidasi besi di tempat tersebut. Warna tanah ditentukan dengan menggunakan warna-warna baku yang terdapat dalam buku Munsell Soil Color Chart. Warna tanah akan berbeda bila tanah basah, lembab atau kering, sehingga dalam menentukan warna tanah perlu dicatat apakah dalam keadaan basah, lembab atau kering.
Ada 3 komponen penentu warna tanah, yaitu: hue, kroma (chrome) dan nilai (value). Hue: menunjukkan panjang gelombang cahaya dominan yang dipantulkan benda. Ada 5 hue tunggal (R, Y, G, B, P); dan 5 hue gabungan (YR, GY, BG, PB, RP) Kroma: ukuran derajat kemurnian atau kejenuhan warna hue. Memiliki skala dr 0-20. Makin tinggi warna makin terang. Nilai: ukuran tingkat kebersihan atau kekotoran (terang-gelapnya) warna. Dinyatakan dengan skala 1-10 ( derajat kombinasi pigmen hitam dan putih).
Tekstur tanah menunjukkan perbandingan relatif antara fraksi tanah baik pasir, debu, dan liat. Menurut perbandingan tersebut diperoleh kelompok tekstur tanah sebanyak 14 macam (Tabel 1). Sebagian ahli membaginya ke dalam 12 saja. Ada banyak sifat tanah terutama sifat fisik dipengaruhi oleh tekstur tanah.
Tabel 1. Jenis tekstur tanah Kasar : Pasir, Pasir berlempung Agak kasar : Lempung berpasir, Lempung berpasir halus Sedang : Lempung berpasir sangat halus, Lempung, Lempung berdebu, Debu Agak halus : Lempung liat, Lempung liat berpasir, Lempung liat berdebu Halus : Liat berpasir, Liat berdebu, Liat Penentuan Tekstur Dilakukan dengan Menggunakan Diagram Segitiga Tekstur Tanah
Tanah-tanah yang bertekstur pasir, karena butirbutirnya berukuran lebih besar, maka setiap satuan berat mempunyai luas permukaan yang lebih kecil sehingga sulit menyerap (menahan) air dan unsur hara. Tanah-tanah yang bertekstur liat karena lebih halus maka setiap satuan berat mempunyai luas permukaan yang lebih besar sehingga kemampuan menahan air dan menyediakan unsur hara tinggi. Tanah-tanah bertekstur halus lebih aktif dalam reaksi kimia daripada tanah bertekstur kasar.
Tekstur mempengaruhi beberapa sifat tanah, yaitu : Kapasitas tukar kation (KTK) Kandungan bahan organik Kadar air Drainase Permeabilitas Struktur Konsistensi Erodibilitas
Struktur tanah cara tersusunnya butiran tanah, atau gumpalan kecil dari butir-butir tanah; yang sering juga disebut agregat. Gumpalan ini terjadi karena butir-butir pasir, debu dan liat terikat satu sama lain oleh suatu perekat seperti bahan organik, oksida-oksida besi dan lainlain. Gumpalan-gumpalan kecil ini mempunyai bentuk, ukuran dan kemantapan yang berbeda-beda.
Struktur tanah cara tersusunnya butiran tanah, atau gumpalan kecil dari butir-butir tanah; disebut agregat. Gumpalan ini terjadi karena butir-butir pasir, debu dan liat terikat satu sama lain oleh suatu perekat bahan organik, oksida-oksida besi dll
Bentuk bentuk struktur tanah : Bentuk Bentuk bentuk Struktur struktur Tanah tanah
Bentuk Struktur Tanah: Lempeng (platy): sumbu vertikal < sumbu horisontal, di hor E atau pada lapisan padas liat. Biasanya terjadi pada tanah liat yang baru terjadi secara deposisi (deposited) Prismatik: sumbu vertikal > sumbu horisontal, hor B, daerah iklim kering. Tiang (columner): sumbu vertikal >sumbu horisontal, bagian atas membulat, hor B, daerah iklim kering.
Gumpal bersudut (angular blocky): seperti kubus dengan sudut-sudut tajam, sumbu vertikal=sumbu horisontal, horizon B, daerah iklim basah Gumpal membulat(rounded blocky): seperti kubus dengan sudut membulat, sumbu vertikal=sumbu horisontal, hor B, daerah iklim basah Granular: Agregat yang membulat, biasanya diameternya tidak lebih dari 2 cm. Umumnya terdapat pada horizon A yang dalam keadaan lepas disebut "Crumbs" atau Spherical. Remah (single grain): bulat sangat porous, di horizon A
Ukuran Tabel 2. Ukuran butir-butir struktur tanah Ukuran Lempeng Prisma/tiang Gumpal Granular Remah ------------------------------------mm ----------------------------------- Sangat halus < 1 < 10 < 5 < 1 < 1 Halus (kecil) 1 2 10 20 5 10 1 2 1-2 Sedang 2 5 20 50 10 20 2 5 2-5 Kasar (besar) 5 10 50 100 20 50 5 10 - Sangat kasar > 10 > 100 > 50 > 10 -
Kemantapan atau Tingkat Perkembangan Struktur Tingkat perkembangan struktur ditentukan berdasarkan atas kemantapan atau ketahanan bentuk struktur tanah tersebut terhadap tekanan. Ketahanan struktur tanah dibedakan menjadi: 1. tingkat perkembangan lemah 2. tingkat perkembangan sedang 3. tingkat perkembangan kuat
Agregat tanah terbentuk sebagai akibat adanya interaksi dari butiran tunggal, liat, oksida besi/ almunium dan bahan organik. Agregat yang baik terbentuk karena flokulasi maupun oleh terjadinya retakan tanah yang kemudian dimantapkan oleh pengikat (sementasi) yang terjadi secara kimia atau adanya aktifitas biologi.
Faktor yang mempengaruhi pembentukan agregat: 1. Bahan Induk Variasi penyusun tanah tersebut mempengaruhi pembentukan agregat-agregat tanah serta kemantapan yang terbentuk. Kandungan liat menentukan dalam pembentukan agregat, karena liat berfungsi sebagai pengikat yang diabsorbsi pada permukaan butiran pasir dan setelah dihidrasi tingkat reversiblenya sangat lambat. Kandungan liat > 30% akan berpengaruh terhadap agregasi, sedangkan kandungan liat < 30% tidak berpengaruh terhadap agregasi.
2. Bahan organik tanah Bahan organik tanah merupakan bahan pengikat setelah mengalami pencucian. Pencucian tersebut dipercepat dengan adanya organisme tanah. Sehingga bahan organik dan organisme di dalam tanah saling berhubungan erat. 3. Tanaman Tanaman pada suatu wilayah dapat membantu pembentukan agregat yang mantap. Akar tanaman dapat menembus tanah dan membentuk celah-celah.
Disamping itu dengan adanya tekanan akar, maka butir-butir tanah semakin melekat dan padat. Selain itu celah-celah tersebut dapat terbentuk dari air yang diserap oleh tanaman tersebut. 4. Organisme tanah Organisme tanah dapat mempercepat terbentuknya agregat. Selain itu juga mampu berperan langsung dengan membuat lubang dan menggemburkan tanaman. Secara tidak langsung merombak sisa-sisa tanaman yang setelah dipergunakan akan dikeluarkan lagi menjadi bahan pengikat tanah.
5. Waktu Waktu menentukan semua faktor pembentuk tanah berjalan. Semakin lama waktu berjalan, maka agregat yang terbentuk pada tanah tersebut semakin mantap. 6. Iklim Iklim berpengaruh terhadap proses pengeringan, pembasahan, pembekuan, pencairan. Iklim merupakan faktor yang sangat berpengaruh terhadap pembentukan agregat tanah.
Konsistensi menunjukkan kekuatan daya kohesi butir-butir tanah atau daya adhesi butir-butir tanah dengan benda lain. Hal ini ditunjukkan oleh daya tahan tanah terhadap gaya yang akan mengubah bentuk. Dalam keadaan lembab tanah dibedakan ke dalam bentuk konsistensi gembur sampai teguh. Dalam keadaan kering, tanah dibedakan ke dalam konsistensi lunak sampai keras. Dalam keadaan basah dibedakan plastisitasnya yaitu dari plastis sampai tidak plastis atau kelekatannya yaitu dari tidak lekat sampai lekat.
Tanah basah: kandungan air di atas kapasitas lapang Kelekatan : tidak lekat, agak lekat, lekat, sangat lekat Plastisitas : tidak plastis, agak plastis, plastis, sangat plastis Tanah lembab: kandungan air mendekati kapasitas lapang Lepas, sangat gembur, gembur, teguh, sangat teguh, sangat teguh sekali Tanah kering : tanah dalam keadaan kering angin Lepas, lunak, agak keras, keras, sangat keras, sangat keras sekali.
Konsistensi merupakan bagian dari rheologi yaitu ilmu yang mempelajari perubahan-perubahan bentuk dan aliran suatu benda. Sifat-sifat rheologi tanah dipelajari dengan menentukan angka Atterberg yaitu angka-angka kadar air tanah pada beberapa macam keadaan. Sifat-sifat tanah yang berkaitan angka Atterberg tersebut adalah : - Batas mengalir : jumlah air terbanyak yang dapat ditahan tanah - Batas melekat : kadar air dimana tanah mulai tidak dapat melekat pada benda lain
Batas menggolek : kadar air dimana gulungan tanah mulai tidak dapat digolekkan lagi Indeks plastisitas : kadar air batas mengalir-batas menggolek Jangka olah : kadar air batas melekat-batas menggolek Batas ganti warna : tanah yang telah mencapai batas menggolek masih dapat kehilangan air, sehingga tanah lambat laun menjadi kering dan pada suatu ketika tanah menjadi berwarna lebih terang. Titik ini disebut titik ganti warna atau titik ubah
Bobot isi tanah menunjukkan perbandingan antara berat tanah kering dengan volume tanah termasuk volume poripori tanah. Bulk density = berat tanah kering (g) volume tanah (cm3) Bobot isi tanah adalah petunjuk kepadatan tanah. Makin padat tanah maka makin tinggi bulk density yang berarti makin sulit untuk meneruskan air atau ditembus akar tanaman. Pada umumnya, bobot isi tanah berkisar antara 1,1-1,6 g/cm3.
Bulk density berbeda dengan particle density (kerapatan jenis zarah). Particle density = berat kering persatuan volume partikel-partikel (padat) tanah (jadi tidak termasuk volume pori - pori tanah). Tanah mineral mempunyai particle density = 2,65 g/cm3, dengan mengetahui bulk density dan particle density, maka dapat diketahui banyaknya (%) pori-pori total tanah sebagai berikut : Bulk density Particle density X 100 % = % bahan padat tanah
% pori total tanah = 100% - % bahan padat tanah Ruang pori total (%) = ( 1 - Bulk density ) Particle density
7. Pori-pori Tanah Pori tanah adalah bagian tanah yang tidak terisi bahan padat tanah (terisi oleh udara dan air). Pori-pori tanah dapat dibedakan menjadi pori-pori kasar dan pori-pori halus. Pori-pori kasar berisi udara atau air gravitasi, sedangkan pori-pori halus berisi air kapiler atau udara. Tanah-tanah pasir mempunyai pori-pori kasar lebih banyak daripada tanah liat. Tanah ini sulit menahan air sehingga tanaman sering mengalami kekeringan. Tanah-tanah liat mempunyai pori total lebih tinggi dari tanah berpasir. Porosistas dipengaruhi oleh kandungan bahan organik, struktur tanah dan tekstur tanah. Porositas tinggi jika bahan organik tinggi. Tanah dengan struktur granuler atau remah porositas lebih tinggi dibanding yang berstruktur masif
Drainase Tanah Tanah ditemukan baik di daerah yang tergenang air maupun daerah-daeah kering yang tidak pernah tergenang air. Mudah tidaknya air hilang dari tanah menentukan kelas drainase tanah tersebut. Drainase tanah dikenal dua macam; drainase eksternal dan drainase internal. Air dapat hilang melalui permukaan tanah (external drainage) maupun melalui peresapan ke dalam tanah (internal drainage). External drainage banyak ditentukan oleh bentuk permukaan tanah/lahan, sedang internal drainage ditentukan oleh tekstur tanah.
Berdasar atas kelas drainasenya tanah dibedakan atas kelas drainase terhambat (tergenang) sampai sangat cepat (air sangat cepat hilang dari tanah). Keadaan drainase tanah menentukan jenis tanaman yang dapat tumbuh. Sebagai contoh, padi dapat hidup pada tanah-tanah dengan drainase buruk, tetapi jagung, karet, cengkeh, kopi dan lainlain tidak akan dapat tumbuh dengan baik kalau tanah selalu tergenang air.
Foth, H.D. 1990. Fundamentals of Soil Science. 8Ed. John Wiley & Sons. New York. Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah. Akademika Pressindo. Jakarta. Singer, M.J. and D.N. Munns. 1991. Soils An Introduction. 2nd. Macmilan Publishing Company. New York.
40