ILMU TANAH MATERI KULIAH 1 PENDAHULUAN 2 PENGERTIAN

ILMU TANAH

MATERI KULIAH 1. PENDAHULUAN 2. PENGERTIAN TANAH 3. BAGIAN-BAGIAN PENYUSUN TANAH 4. FAKTOR-FAKTOR PEMBENTUK TANAH 5. MINERALOGI DAN PELAPUKAN BAHAN INDUK 6. PROSES PERKEMBANGAN TANAH 7. TANAH-TANAH UTAMA DI INDONESIA 8. SIFAT FISIKA TANAH TEKSTUR, STRUKTUR, KONSISTENSI, WARNA TANAH TEMPERATUR, UDARA TANAH, AIR TANAH DAN PERMEABILITAS TANAH 9. KOLOID TANAH DAN MINERALOGI LEMPUNG 10. REAKSI TANAH DAN SIFAT SANGGAHAN TANAH 11. PERTUKARAN KATION 12. JASAD HIDUP TANAH

BAHAN PUSTAKA DASAR-DASAT ILMU TANAH OLEH Ir. SLAMET MINARDI MP DAN Ir. SUTOPO, MP (BUKU PEGANGAN KULIAH FAKULTAS PERTANIAN UNS) TAHUN 2000 ILMU TANAH OLEH Dr. Ir. SARWONO HARDJOWIGENO TAHUN 1992 DASAR-DASAR ILMU TANAH KONSEP DAN KENYATAAN. OLEH RACHMAN SUTANTO TAHUN 2005

Tanah Manusia Kualitas Tanah Permasalahan Tanah - Kesuburan Tanah - Untuk memproduksi tumbuhan dan - hewan ILMU TANAH Ilmu yang memperlajari tentang hal ichwal atau sifat-sifat tanah secara umum yang dibagi menjadi 2

PEDOLOGI ILMU TANAH Ilmu tanah yang mempelajari tanah sebagai suatu bagian dari alam yang berada di permukaan bumi yang menekankan hubungan antara tanah itu sendiri dengan faktor pembentuknya EDAFOLOGI Ilmu tanah yang mempelajari tanah sebagai suatu alat produksi pertanian yang menekankan hubungan antara tanah dengan tanaman

I. PENGERTIAN TANAH Tanah sebagai Alat Produksi Media tumbuh alami bagi tanaman di permukaan bumi GURUN BUKAN TANAH ? Tanah adalah laboratorium kimia dari alam dimana terjadi penguraian kimia dan reaksi sintesis secara tersembunyi JJ Berzelius (1803) – ahli kimia Tanah dianggap tabung reaksi dimana seseorang dapat mengetahui jumlah dan jenis hara tanaman Julius Von Liebig (1840)

Tanah sebagai bahan yang lepas-lepas dan merupakan akumulasi dan campuran berbagai bahan terutama unsur Si, Al, Ca, Mg, Fe dan unsur lainnya AD Thaer (1909) – ahli fisika bumi Tanah sebagai hasil pelapukan oleh waktu yang mengikis batuan keras dan lambat laun akan terjadi dekomposisi menjadi masa tanah yang kompak Friedrich Fallou (1855) – ahli geologi Tanah adalah lapisan hitam tipis yang menutupi bahan padat bumi, yang merupakan partikel kecil yang mudah remah, sisa vegetasi dan hewan, dimana tumbuhan bertempat kedudukan, berakar, tumbuh dan berbuah Wegner (1918)

Tanah adalah bahan yang gembur dan lepas dimana tumbuhan dapat memperoleh tempat hidup berkat adanya zat hara serta syarat lain untuk tumbuh EW Hilgard (1906) Tanah sebagai campuran bahan padat (berbentuk tepung) air dan udara, yang karena mengandung zat hara dapat menumbuhkan tumbuh-tumbuhan Alfred Mitscherlich (1920) – ahli fisiologi

Pengertian tanah dihubungkan dengan iklim dan lingkungan tumbuh-tumbuhan dapat digambarkan sebagai zone geografi yang luas dalam skala peta dunia VV Dokuchaev (1900) Tanah adalah bangunan alam tersusun atas horizon-horizon yang terdiri atas bahan yang berbeda-beda dan dapat dibedakan dari bahan di bawahnya dalam hal morfologi, sifat dan susunan fisik, kimia dan biologinya Unsur fisika, kimia, biologi dan morfologi dilibatkan dalam pengertian ini Jacop S Joffe (1949)

Jadi Pengertian Tanah adalah suatu benda alam yang terdapat di permukaan kulit bumi, yang tersusun dari bahan mineral sebagai hasil pelapukan bebatuan dan bahan organik (hasil pelapukan batuan, sisa-sisa tanaman dan hewan), yang mampu menumbuhkan tanaman dan memiliki sifat tertentu sebagai akibat pengaruh iklim, jasad hidup yang bertindak terhadap bahan induk dalam keadaan wilayah tertentu selama jangka waktu tertentu

Tanah dari sudut pertanian alat produksi produk tanaman peranan tanah sebagai alat produksi : 1. Melayani tanaman sebagai tempat berpegang dan bertumpu 2. Menyediakan unsur-unsur mineral (unsur hara) 3. Memberikan air dan melayani persediaan air 4. Menyediakan tata udara tanah yang baik

Gambaran Vertikal Tanah dan Lapisan-lapisan Tanah Profil tanah penampang vertikal tanah yang menunjukkan susunan horizon tanah yang terdiri dari solum tanah dan bahan induk tanah Horison tanah lapisan-lapisan tanah yang berbeda dalam sifat fisika dan kimia, yang kurang lebih sejajar dengan permukaan tanah, sebagai akibat dari proses perkembangan tanah Pedon satuan individu terkecil dalam tiga dimensi dari suatu tanah

Regolit bahan-bahan lepas (termasuk tanah) di atas batuan keras Solum tanah horizon tanah di atas bahan induk tanah, yang terdiri dari horison O, horizon A dan horizon B Kedalaman ekfetif tanah kedalaman tanah yang masih dapat ditembus oleh akar tanaman Top soil lapisan tanah yang paling atas yang biasanya mengandung bahan organik dan berwarna gelap dan subur, dengan tebal sampai dengan 25 cm yang sering disebut lapisan olah tanah Sub soil lapisan bawah permukaan dengan sedikit bahan organik (kurang subur) dan lebih tebal dari top soil

Nama Horison Nama Lama Nama Baru O O O 1 Oi, Oe Tingkat dekomposisi kasar ( i = fibrik, e = hemik) O 2 Oe, Oa Tingkat dekomposis halus ( e = hemik, a = saprik) A 1 A Horison mineral permukaan campuran dng BO A 2 E Horison eluviasi (pencucian) maksimum A 3 AB Peralihan A 1 (A) ke B (lebih menyerupai A 1 (A) EB Peralihan A 2 (E) ke B (lebih menyerupai A 2 (E) BA Peralihan A 1 (A) ke B (lebih menyerupai B BE Peralihan A 2 (E) ke B (lebih menyerupai B B 2 B Horison iluviasi (penimbunan) maksimum B 3 BC Peralihan dari B ke C, lebih menyerupai B CB Peralihan dari B ke C, lebih menyerupai C B 1 Keterangan Horison Organik (Kadar BO > 20%) C C Bahan induk tanah , lunak (belum ada proses perkembangan) R R Batuan induk (keras)

II. BAGIAN-BAGIAN PENYUSUN TANAH, TANAH MINERAL DAN TANAH ORGANIK Biosfer BO 5% Atmosfer Udara 25 % Bahan Mineral 45 % Air 25 % Litosfer Hidrosfer

Tanah Sistem kompleks dan dinamis Udara tanah menempati ruang pori makro, O 2 untuk pernafasan akar tanaman dan mikrobia Air tanah menempati pori mikro, mengandung hara serta senyawa asam dan basa yang dapat mengurai dan melarutkan mineral tanah Klei (lempung) dan humus sebagai gudang penyimpanan dan pelepasan unsur hara tanaman

Tanah Mineral dan Tanah Organik Tanah organik/Histosol/Gambut/Organosol è Tanah dengan kandungan bahan organiknya lebih dari 20 % è Terbentuk karena proses penguraian bahan organik LEBIH LAMBAT dibanding penimbunannya è Terjadi di daerah dengan DRAINASE BURUK yang selalu tergenang air sehingga hanya mikrobia anaerob yang menguraikan bahan organik Misal di daerah rawa pasang surut, atau di daerah cekungan Bersifat p. H rendah, unsur hara rendah, sulit pengelolaannya

Tanah mineral tanah yang kandungan bahan organiknya kurang dari 20 % atau kandungan mineralnya lebih dari 80 %, bahan induk terutama berasal dari pelapukan batuan

III. FAKTOR-FAKTOR PEMBENTUK TANAH Tanah f (Iklim, Jasad Hidup, Bentuk Wilayah, Bahan Induk, Waktu) Faktor Aktif Faktor Pasif Proses Pembentukan Tanah Pelapukan Perkembangan Profil

Pelapukan Berubahnya bahan penyusun batuan menjadi bahan penyusun tanah (Geologi Destruktif) Contoh : batuan besar kerikil dan pasir (p. fisika) batuan feldspar mineral clay (p. kimia) Perkembangan Profil/Pedogenesis Terbentuknya lapisan tanah yang disebut horizon yang merupakan salah satu ciri suatu jenis tanah (Pedologis Kreatif) Contoh : terbentuknya horizon tanah akibat proses pencucian dan pengendapan

Iklim Temperatur Perbedaan temperatur yang besar menimbulkan pelapukan fisik. penguraian mineral secara kimia dan memperbesar evapotranspirasi dan pelarutan Curah hujan Penguraian mineral dan bahan organik, agensia dalam proses pencucian (eluviasi) dan pengendapan (iluviasi) dlm tanah

Berdasarkan Curah Hujan Humid (Curah Hujan Tinggi) - mempercepat proses pelapukan kimia - vegetasi lebat - bahan organik tinggi - eluviasi intensif Arid (Curah Hujan Rendah) Kurang Subur Profil tanah dalam Klimosekwen Hubungan antara pembentukan jenis tanah akibat pengaruh iklim

Jasad Hidup Proses pembentukan tanah - Vegetasi Sumber bo berkedudukan tetap dan waktu lama - Jasad makro Pengurai bahan organik - Mikrobia tanah - Manusia Pembentukan tanah

Batuan Induk Sus. kimia, tekstur batuan dan sifat masam basa Mudah sukarnya pelapukan mineral Olivin Mudah Lapuk Piroksin Ca-Plagioklas Hornblende Na-Plagioklas Biotit K-Feldspat Muscovit Kwarsa Sukar Lapuk Goldich

Lithosekwen Penyebaran jenis tanah karena pengaruh batuan induk Misal Di daerah iklim tropika : - Batuan induk volkan andesit latosol - Batuan induk pasir kuarsa podsolik merah kuning

Bentuk Wilayah Datar Berombak Bergelombang Berbukit Bergunung Berpengaruh pada Pergerakan Air Contoh BI pasir kuarsa bergelombang Podsolik Merah Kuning datar hidromorf BI Volkan andesit datar Latosol bergelombang Latosol merah kecoklatan berbukit Latosol coklat bergunung Andosol Toposekwen hub pembentukan jenis tanah akibat pengaruh bentuk wilayah

Waktu èTergantung batuan induk, iklim, jasad hidup dan bentuk wilayah Misal : Di daerah tropika dengan curah hujan besar, temperatur tinggi & vegetasi lebat maka pembentukan tanah dari batuan padu perlu kl. 50 tahun Bahan induk abu volkan hanya perlu 14 tahun

Fase pembentukan tanah (menurut MOHR) 1. Taraf Permulaan BI baru mengalami pelapukan & belum ada perkembangan profil 2. Taraf Juvenil Proses perkembangan profil mulai berjalan 3. Taraf Viril Proses perkembangan dalam saat optimum 4. Taraf Senil Proses perkembangan sudah lanjut 5. Taraf Terakhir Proses pelapukan sudah berakhir

IV. MINERALOGI DAN PELAPUKAN BATUAN INDUK Mineralogi BI 1. Berdasar Asal dan Statusnya : - Mineral Primer Mineral penyusun batuan dengan ukuran debu/pasir (0, 002 – 1, 00 mm) Misal : feldspar, amfibol, piroksin, kuarsa dll - Mineral Sekunder Mineral primer yang telah lapuk secara fisik, kimia & biologi membentuk koloid dengan ukuran < 0, 002 mm & bersifat aktif Misal mineral klei : kaolinit, montmorilonit, illit, mika & limonit - Mineral Asesoria Mineral yang tahan pelapukan & bergabung dengan kuarsa atau campuran bermacam mineral Misal : apatit, magnetit, zircon dan pirit

2. Berdasar kristal silikatnya. - Golongan Mineral bukan Silikat Mempunyai struktur yg sederhana, eg : oksida, hidroksida-hidroksida, garam-garam : sulfat, klorida, karbonat, fosfat dll - Golongan Mineral Silikat Mempunyai struktur yang komplek dengan satuan utamanya (A) “silica-oksigen tetrahedron” 1 ion Si dikelilingi oleh 4 ion oksigen. Yang penting dalam struktur tetrahedron ini adalah penggantian ion Si oleh Al yang disebut “pergantian isomorfik” yang menyebabkan ketidakseimbangan muatan listrik yang akan mengikat Na, K, Mg dan Fe. Satuan lain (B) adalah “alumunium hidroksil octahedron” yang tersusun 1 ion Al; dikelilingi oleh grup hidroksil ( 6 OH-)

SILIKAT-TETRAHEDRAL TERDIRI 1 ATOM Si DIKELILINGI 4 ATOM O OH- OH- OH- ALUMINIUM-OKTAHEDRAL TERDIRI 1 ATOM Al DIKELILINGI 6 ATOM OH ATAU HIDROKSIL OH- OH- OH-

Batuan dibedakan menjadi : 1. Batuan Beku terbentuk karena magma yang membeku Batuan beku Jenis batuan Batuan beku Liparit Trachit Dasit atas/luar Andesit Basalt Pikrit Batuan beku Granit gang Sienit Diorit, Diorit kuarsa Gabro Batuan beku Granit dalam Sienit Diorit, Diorit kuarsa Gabro Peridotit Sifat Makin masam -– Intermedier -– Makin alkalis

2. Batuan Sedimen Batuan endapan tua a. Batuan Gamping endapan laut, sebagian besar terdiri kalsit dan dolomit b. Batu Pasir banyak mengandung pasir kuarsa c. Batu Konglomerat & Breksi macam-macam mineral d. Batu Liat Kadar klei tinggi Misal : napal atau shale

3. Batuan Metamorfose Berasal dari batuan beku atau batuan sedimen yang karena tekanan dan suhu tinggi berubah menjadi jenis batuan lain Misal : kuarsit dari batu pasir, marmer dari batu kapur, mika dengan lembar halus (skis mika), granit dengan lembar kasar (gneis)

Proses Pelapukan 1. Pelapukan Fisik è Pemecahan batuan menjadi ukuran yang lebih kecil tanpa perubahan kimia yang disebabkan perbedaan temperatur, angin atau gerakan air 2. Pelapukan Kimia è Pelunakan batuan & penguraian mineral penyusun batuan yang diikuti dengan pembentukan mineral baru atau mineral sekunder melalui proses hidrasi-dehidrasi, oksidasi, reduksi, hidrolisis dan pelarutan

a. Hidrasi : molekul air terikat oleh senyawa tertentu sehingga mineral menjadi lunak dan meningkat daya larutnya Ca. SO 4 + H 2 O Ca. SO 4. 2 H 2 O b. Dehidrasi : hilangnya molekul air oleh senyawa tertentu sehingga terjadi perubahan volume sehingga mempercepat proses disintegrasi c. Oksidasi : muatan listrik negatif berkurang sehingga terjadi perubahan ukuran dan muatan maka mineral mudah hancur (terjadi jika cukup oksigen), penting untuk mineral yang mengandung besi seperti biotit, glaukonit, hornblende dan piroksin Fe+++ + e-

d. Reduksi : penambahan elektron (tidak ada oksigen) dari besi feri menjadi fero yang mudah bergerak (mobil) Fe+++ + e- Fe++ e. Hidrolisis : penggantian kation dalam struktur kristal oleh hidrogen sehingga struktur kristal rusak dan hancur K Al Si 3 O 8 + H+ H Al Si 3 O 8 + K+ f. Pelarutan : terjadi pada garam sederhana Misal : Karbonat, klorida dll Ca. CO 3 + 2 H+ H 2 CO 3 + Ca++

3. Pelapukan Biologi è Pelapukan dan penguraian batuan oleh hewan dalam tanah Ex. rayap, semut, cacing, tanaman, mikrobia dan hewan lainnya Tiga proses pelapukan yang berlangsung bersama-sama menghasilkan mineral sekunder yang tersusun atas campuran mineral klei, seskuioksida, humus dan senyawa lainnya

Hasil Umum Pelapukan A =X (B x C) (Merrill, 1912) 100 – X = Y A : bagian yang tertinggal B : batuan segar semula C : hasil bagi seskuioksida sisa bahan dibagi seskuioksida batuan segar X : persentase bagian yang tetap ada Y : bagian asal yang hilang

Penelitian LINCK dan BLANK (1923) ; Batuan andesit (lereng G. Halimun) mengalami Dekomposisi 4 lapisan (berbeda warna dan susunan kimia) : 1. Inti padat lapisan batuan paling dalam 2. Lapisan yang sedang mengalami pelapukan 3. Lapisan yang telah mengalami pelapukan lanjut 4. Lapisan paling luar berupa tanah yang dihasilkan

Hasil analisa kimia ; Kandungan Laps I Senyawa Kadar mol Kimia % Al 2 O 3 Fe 2 O 3 Si. O 2 Ca. O Mg. O K 2 O Na 2 O Jumlah Si. O 2 (Al 2 O 3+Fe 2 O 3) Laps III Laps IV Kadar % mol 14, 94 100 0, 146 21, 39 143 0, 209 28, 98 139 0, 284 29, 60 197 0, 288 7, 93 100 0, 050 16, 49 206 0, 101 11, 41 142 0, 071 16, 98 212 0, 106 62, 30 100 1, 030 59, 74 96 0, 990 57, 53 93 0, 904 32, 49 85 0, 870 6, 84 100 0, 121 20, 22 3 0, 004 0, 46 7 0, 008 5, 00 3, 18 100 0, 079 0, 92 29 0, 023 0, 45 14 0, 011 0, 37 11 0, 009 1, 87 100 0, 020 0, 39 20 0, 004 0, 33 20 0, 004 0, 13 7 0, 001 2, 27 100 0, 036 0, 34 14 0, 005 0, 39 17 6, 096 0, 20 8 0, 003 99, 78 5, 26 100, 47 3, 20 108, 57 2, 55 100, 73 2, 21

Rumus Perhitungan : A = 100% - (% Al 2 O 3 + % Fe 2 O 3) lapisan IV B = 100% - (% Al 2 O 3 + % Fe 2 O 3) lapisan IV C= (% Al 2 O 3 + % Fe 2 O 3) lapisan I A = X X = persentase bagian (B x C) yang tetap ada 100 – X = Y Y = bagian yang hilang

CONTOH A = 100% - (29, 60 + 16, 98)% = 43, 42 % B = 100% - (14, 94 + 7, 93)% = 77, 13 % 29, 60+16, 98 C= = 2, 2 14, 94+7, 93 A = X X = 25, 58% (B x C) Y = 100%-25, 58% = 74, 42% Jadi bagian yang hilang adalah 74, 42%

4 tahap proses pelapukan (Polinov, 1937) Phase I hasil pelapukan kehilangan Cl dan S Phase II hasil pelapukan kehilangan basa-basa Ca, Na, K dan Mg Phase III basa-basa hilang, Al dan Si menjadi mobil Phase IV proses pelapukan berakhir, sisa bahan sebagian besar terdiri atas seskuioksida

Hasil Pelapukan 1. Bahan sisa residu è Berasal dari pelapukan batuan setempat (insitu), tanah tidak mengandung bahan asing, dengan ciri bahannya tidak berlapis, susunan kimia ditentukan oleh bahan induk setempat 2. Bahan terangkut è Bahan hasil pelapukan dipindahkan dari tempat asalnya melalui gaya oleh air, angin, gravitasi dan es

a. Bahan terangkut oleh air Ø Endapan aluvial : terbentuk akibat banjir dengan sifat berlapis-lapis Ø Endapan lacustrin : terbentuk di dasar danau atau kolam dengan tekstur beraneka Ø Endapan marine : terbentuk di dasar lautan dan banyak mengandung kuarsa b. Bahan terangkut oleh angin Ø Endapan puntuk pasir : terdapat di pantai dan kurang subur Ø Endapan loess : kadar debu tinggi, diendapkan masa pleistocen

c. Bahan terangkut oleh gravitasi (Endapan Coluvial) èTimbunan batuan ke kaki lereng secara lambat akibat gravitasi d. Bahan terangkut oleh es (Glacial Till Deposits)

V. PERKEMBANGAN TANAH Batuan Induk Tanah Pelapukan Bahan Induk Tanah Perkembangan Profil Tanah A. Perkembangan Profil Azasi/Umum Mencakup proses-proses : -Akumulasi bo membentuk horison O -Eluviasi/pencucian membentuk horison A -Iluviasi/pengendapan membentuk horison B -Diferensiasi horison

O hor. organik A hor. eluviasi/pencucian B hor. iluviasi/pengendapan C hor. bahan induk tanah R hor. batuan induk tanah

a. Proses Pembentukan Horison O è Penimbunan bo di permukaan tanah è Bo terdekomposisi : - Terhumifikasi membentuk humus - Termineralisasi membentuk mineral, H 2 O, CO 2 dan gas lain è Di daerah : - humid tropik & sub tropik CH & suhu tinggi dekomposisi intensif hor. O tidak tebal, mengandung garam karbonat p. H tidak begitu masam - humid sedang & dingin suhu rendah dekomposisi lamban penimbunan bo hor. O tebal & masih mentah dengan p. H masam

b. Proses Pembentukan Horison A Sifat/karakteristik hor. A ditentukan : - Sifat larutan pencuci - Sifat bahan induk tanah Larutan Dari Hor. O Reagent Mencuci Bahan Tanah Di Bawahnya Hor. A (Lapisan tanah Yang mengalami Pencucian) Obyek hor. residu (hor. Eluviasi)

c. Proses Pembentukan Horison B è Materi hasil pencucian dari hor. A akan diendapkan ke lapisan bawah, pada horison iluviasi/hor. B è Karakteristiknya sangat khas, karena tempat akumulasi bahan-bahan organik halus, basa-basa, lempung & senyawa lain dari atasnya

d. Diferensiasi Horison è Di bawah hor. B hor. C yang merupakan bahan batuan induk yang telah lapuk, tapi belum mengalami perkembangan profil horison bahan induk tanah (hor. C) è Lapisan paling bawah berupa batuan induk yang masih utuh horison R O hor. organik A hor. eluviasi/pencucian B hor. iluviasi/pengendapan C hor. bahan induk tanah R hor. batuan induk tanah Profil tanah yang berkembang lengkap

Jadi penyebab utama diferensiasi /pemilahan horison adalah larutan tanah yang membawa bahan-bahan dari horison O & horison A diendapkan di horison B jadi larutan tanah merupakan ajang dinamika dalam proses perkembangan tanah

B. Perkembangan Profil Khusus proses-proses/kondisi khusus dari perkembangan tanah azasi akan terbentuk jenis-jenis tanah tertentu, yaitu : a. Latosolisasi/Laterisasi/Feralitisasi è CH & suhu tinggi (di daerah humid tropik & humid sub tropik) dekomposisi bo intensif asam karbonat terbentuk mampu mencuci hampir habis basa-basa, silika & bo halus residu berupa penimbunan oksida Fe, Al & Mn yang berwarna merah yang tebal (hor. B) è Jenis-jenis tanah yang terbentuk : latosol, laterit & mediteran merah kuning

b. Podsolisasi/Silikasi è CH yang tinggi & suhu rendah dengan vegetasi lebat (di daerah humid sedang dan dingin) dekomposisi lambat terbentuk larutan sangat masam mencuci hampir semua unsur-unsur kecuali silika (berupa kuarsa) sebagai residu yang berwarna pucat è Dihasilkan tanah podsol yang berwarna pucat c. Kalsifikasi è Proses penyebaran Ca. CO 3 & Mg. CO 3 dlm profil è CH sedikit dengan vegetasi rumput/semak perkolasi air terbatas air tidak mampu menghanyutkan semua kapur ke lapisan tanah bawah

d. Gleisasi è Keadaan lembab & basah yang silih berganti terjadi proses redoks senyawa besi kelarutan Ca, Mg & Mn tinggi è Terjadi tanah dengan warna kelabu kebiruan dengan beberapa motling/bercak di sana-sini e. Hidromorfik è Keadaan yang selalu jenuh air (pada daerah rendah) anaerob proses reduksi è Kondisi yang selalu tereduksi menghasilkan tanah hidromorfik dengan warna hampir seragam kelabu-biru

f. Pembentukan Tanah Gambut è Topografi & iklim yang mendukung bo segar lebih banyak dan dekomposisi lambat pelonggokan bo yang sangat tebal dibedakan 3 jenis tanah gambut : 1) Gambut pantai yang ombrogen tanah di hutan yang berawa-rawa, krn CH tinggi 2) Gambut topogen di daerah cekungan di pegunungan 3) Gambut pegunungan bekas kawah pegunungan yang menjadi paya-paya

g. Salinisasi & Desalinisasi è Di daerah kering & agak kering CH rendah & penguapan tinggi akumulasi garam clorida, sulfat, nitrat & karbonat dari basa alkali & alkali tanah di permukaan tanah terbentuk tanah garaman (solonchak) è didrainase tinggi solonchak desalinisasi tanah Chesnut h. Alkalisasi & Dealkalisasi è Proses menghasilkan p. H tinggi karena akumulasi garam karbonat & bikarbonat dengan Na tanah solonetz è Jika drainase tinggi terbentuk tanah Soloth prosesnya disebut Solodisasi

i. Alterasi è Merupakan proses pelapukan fisik maupun kimia yang merupakan langkah awal dari pembentukan tanah è Terbentuk mineral-mineral baru hasil rentetan proses perombakan, pemindahan dan pembentukan senyawa baru j. Lixifiasi è Proses pencucian lempung (klei) ke bawah, tertimbun pada hor. B è Lempung menyumbat/menempati ruang pori-pori atau menyelimuti (coating) butir-butir tanah pada horizon B

VI. SIFAT FISIKA TANAH ► Tekstur ► Struktur ► Konsistensi ► Warna ► Temperatur ► Lengas ► Udara

A. TEKSTUR èPerbandingan relatif partikel-partikel tanah, yaitu partikel pasir, debu, dan lempung (klei) dlm suatu masa tanah èPenggolongan tekstur tanah didasarkan atas perbandingan fraksi (golongan partikel tanah) yang menyusunnya èSegitiga Klas Tekstur Tanah USDA membagi 12 klas tektur dari yang paling kasar (pasiran) sampai halus (lempungan/klei)

Penetapan klas tekstur dapat dilakukan secara kualitatif (di lapangan) dan secara kuantitatif (di laboratorium) a. Kualitatif dengan membasahi tanah lalu dipijit-pijit - pasir terasa kasar dan tajam - debu terasa licin - lempung terasa liat dan lengket b. Kuantitatif dengan analisis mekanik/granuler (lebih teliti) dan dilakukan di laboratorium è

Tanah bertekstur halus (klei tinggi) bersifat lengket, meyerap air banyak sehingga sukar atau berat untuk diolah disebut Tanah Berat, kebalikannya adalah Tanah Ringan (pasir tinggi) Tanah terbaik untuk pertanian adalah Tekstur Sedang (tekstur geluh/loam) tanah yang mempunyai perbandingan pasir, debu, dan klei hampir seimbang

Modified from : Agriculture and Agri-food Canada (2005)

Klasifikasi Fraksi Tanah 1. Sistem Internasional Klei Pasir Debu Halus 0, 002 Kerikil Kasar 0, 2 0, 02 2 mm 2. Sistem USDA klei Debu Pasir Sangat Halus Sedang Kasar Halus Kasar 0, 002 0, 05 0, 1 0, 25 0, 5 1 Kerikil 2 mm

Kadar P, K dan Ca pisahan fraksi tanah lapisan di AS Tanah yang dibentuk dari bahan Pisahan Residual Kristalin Residual Batu Kapur Dataran Pantai Glasial dan Loess Arid 0. 07 0. 10 0. 38 0. 08 0. 10 0. 20 1. 43 2. 00 2. 55 2. 53 3. 44 4. 20 0. 91 0. 93 1. 92 2. 92 6. 58 5. 73 %P Pasir Debu Lempung 0. 03 0. 10 0. 31 0. 12 0. 10 0. 16 0. 03 0. 10 0. 34 %K Pasir Debu Lempung 1. 33 2. 00 2. 37 1. 21 1. 52 2. 17 0. 31 1. 10 1. 34 % Ca Pasir Debu Lempung 0. 36 0. 59 0. 67 8. 75 7. 83 7. 08 0. 05 0. 14 0. 39

B. STRUKTUR TANAH è Susunan ikatan partikel tanah satu dengan yg lain, membentuk aggregat PED : agregat terbentuk dengan sendirinya Clod : agregat terbentuk karena pengolahan tanah Pengamatan struktur tanah di lapangan : - 1. Tipe struktur : bentuk & susunan agregat - 2. Kelas struktur : ukuran agregat/besarnya - 3. Derajat struktur : kuat lemahnya agregat

Tipe Struktur 1. Lempeng/platy 2. Tiang Prismatik Kolumner 3. Gumpal Bersudut Membulat Remah 5. Granulair 6. Berbutir tunggal 7. Pejal (masif) 4.

1. Tipe Struktur

2. Kelas Struktur - Sangat tipis sangat tebal - Sangat halus sangat kasar 3. Derajat Struktur - Tak beragregat - Lemah - Sedang - Kuat

Kelas Struktur - Sangat tipis sangat tebal - Sangat halus sangat kasar Ukuran Sangat halus Sedang Kasar Sangat kasar Lempeng < 1 mm 1 – 2 mm 2 – 5 mm 5 – 10 mm > 10 mm Remah/ Tiang/prisma Gumpal granular < 10 mm < 5 mm < 1 mm 10 – 20 mm 5 – 10 mm 1 – 2 mm 20 – 50 mm 10 – 20 mm 2 – 5 mm 50 – 100 mm 20 – 50 mm 5 – 10 mm > 100 mm > 50 mm > 10 mm

Derajat Struktur - Tak beragregat butir-butir tunggal terlepas-lepas - Lemah apabila struktur tersentuh mudah hancur - Sedang agregat jelas terbentuk dan masih dapat dipecahkan - Kuat agregatnya mantap dan jika dipecahkan terasa agak sukar dan berketahanan

Faktor-faktor yang mempengaruhi struktur tanah : 1. Pembasahan & pengeringan 2. Pembekuan & pencairan 3. Aktivitas perakaran tanaman 4. Kation terjerap 5. Pengolahan tanah 6. Bahan organik

Struktur tanah yang dikehendaki tanaman adalah struktur “REMAH” karena perbandingan bahan padat dan ruang pori kuranglebih seimbang Tujuan pengolahan tanah adalah agar mendapatkan struktur tanah dalam bentuk, besar, dan ketahanan yang dikenhendaki tanaman

C. KONSISTENSI TANAH è Derajat kohesi dan adesi partikel tanah dan resistensi terhadap perubahan bentuk Penentuan konsistensi tanah dapat dilakukan pada 3 fase keadaan : 1. Tanah Basah è kandungan air di atas kapasitas lapangan a. Kelekatan kekuatan melekat dengan benda lain : - tidak lekat - agak lekat - sangat lekat

b. Plastisitas kemampuan tanah membentuk gulungan : - tidak plastis - agak plastis - sangat plastis 2. Tanah lembab è Kandungan air antara kapasitas lapangan dan kering angin : - sangat gembur - sangat teguh - gembur - luar biasa teguh - teguh

3. Tanah kering è Tanah dalam keadaan kering angin - lepas - lunak - agak keras - sangat keras - luar biasa keras

D. WARNA TANAH è Salah satu sifat tanah yang mudah dilihat dan dapat menunjukkan sifat-sifat tanahnya è Bersifat tidak murni è Faktor yang mempengaruhi : 1. Kadar lengas & tingkat pengatusan 2. Kadar bahan organik 3. Kadar dan jenis mineral è Warna tanah berhubungan dengan daya menyerap panas dari cahaya matahari Warna Hitam/gelap > menyerap panas

Warna tanah secara langsung dapat dipakai/digunakan untuk: - Menaksir tingkat pelapukan atau proses pembentukan tanah - Menilai kandungan bahan organik - Menilai keadaan drainase - Melihat adanya horison pencucian dan horison pengendapan - Menaksir banyaknya kandungan mineral

Urutan warna tanah yang menunjukkan penurunan produktivitas tanah Hitam – coklat karat – abu coklat – merah – abu-abu – kuning – putih Panjang gelombang cahaya yang tampak oleh mata Warna Lila Biru Hijau Kuning Jingga Merah Panjang gelombang, λ 0. 38 – 0. 45 – 0. 49 – 0. 57 – 0. 60 – 0. 62 – 0. 75

èPenetapan warna tanah dengan “Munsell Soil Color Charts” èDikenal parameter warna : Hue : warna utama tanah/yang merajai berkas cahaya yang terlihat Ex. 5 R, 7. 5 R, 10 R, 2. 5 YR, dst Value : derajat terangnya warna/kisaran dari putih (9 atau 10) ke hitam (nilai 1 atau 0) Chroma : intensitas warna atau perubahan kemurnian warna dari kelabu netral atau putih

Hue Spectrum “The Rainbow”

Value Spectrum “Light to Dark” 0 10

Chroma Spectrum “Intensity” 0 10

Ex. Penyebutan warna tanah dengan “Munsell” 7. 5 YR 3/2 (w) dark brown (wet) 7. 5 YR 5/4 (m) brown (moist) 7. 5 YR 6/4 (d) light brown (dry) Hue Value Chroma

E. TEMPERATUR èBerpengaruh tdk langsung pd tanaman, eg: pd proses pelapukan dan penguraian batuan induk, perkembangan tanah, reaksi-reaksi kimia serta berpengaruh langsung pd pertumbuhan tanaman Ex. Perkecambahan jati > 30 OC Perkecambahan jagung optimum + 38 OC Nitrifikasi optimum + 30 OC Umbi kentang 16 – 21 OC Jasad hidup tanah 18 – 30 OC O

Sumber panas : panas matahari yang menyinari bumi Kapasitas tanah mengikat panas dipengaruhi : - Besar sudut datang - Letak garis lintang (latitude) - Tinggi dari muka laut (altitude) - Agihan (distribusi) daratan dan perairan - Keadaan vegetasi

F. TATA AIR DAN UDARA TANAH èErat hubunganya dengan kondisi pori dalam tanah Berdasarkan ukuran : - Pori tak berguna (Ø < 0. 2 µ) air tidak tersedia - Pori berguna (Ø > 0. 2 µ 0. 2 – 8. 6 µ) air tersedia - 8. 6 – 30 µ pori drainase lambat (air tersedia) - > 30 µ pori drainase cepat (air tidak tersedia)/terisi udara

Lingkaran Pergerakan Air atmosfer Presipitasi Air limpas permukaan (run off) Rembesan ke samping Transpirasi Pengembunan & penjerapan Infiltrasi Tanaman Lengas tanah Perkolasi Penguapan (evaporasi) Air bumi (ground water) Aliran sungai Lautan

Kekuatan pengikatan mol-mol air oleh partikel/zarah tanah dinyatakan dalam : 1. Atmosfer (atm) 2. Tinggi kolom air (cm) 1 atm = 1033. 6 cm air 3. p. F (free energy) = log tinggi kolom air Nilai p. F 0 – 7 p. F 0 tanah jenuh air p. F 7 tanah kering mutlak Air yang tersedia bagi tanaman : p. F 2. 54 – 4. 2 atau 1/3 – 15 atm

Keadaan Air Tanah 1. Air Adhesi Air adhesi ini merupakan selaput tipis (film air) yg menyelimuti butir tanah tapi bukan merupakan cairan, jumlahnya paling sedikit dan tidak tersedia bagi tanaman. Nilai p. F nya hampir 7, 0

2. Air Higroskopis ► Air ini juga bukan berupa cairan, merupakan selaput tipis (film air) yang menyelimuti agregat tanah, tebalnya kira-kira 15 – 20 molekul air, tidak tersedia bagi tanaman. Nilai p. F - nya 4, 5 – 7, 0

3. Air Kapiler ► Air kapiler ini mempunyai dua keadaan batasan penting, yaitu : Kapasitas Lapangan (KL) 2. Keadaan Titik Layu Permanen (TLP) 1.

Kapasitas Lapangan ► Keadaan air pada kapasitas lapangan adalah air dalam tanah sesudah air gravitasi turun sama sekali. Dicapai pada saat : tanah yang jenuh air (karena hujan lebat atau irigasi) kemudian dibiarkan selama 48 jam sehingga air gravitasi sudah turun sama sekali. Keadaan ini air dalam tanah tersedia bagi tanaman dlm keadaan paling banyak, pori makro terisi udara dan pori mikro (kapiler) terisi air. Kekuatan yg menahannya sebesar ⅓ atm atau p. F nya 2, 54.

Nilai Kapasitas Lapangan tergantung : - Tekstur - Struktur - Bahan organik - Jenis koloid - Macam kation pada koloid Na > K > Mg > Ca

Titik layu permanen ► Disebut juga Koefisien Layu, merupakan kandungan air tanah yang paling sedikit, akar tanaman tidak mampu menyerapnya sehingga tanaman mulai layu kemudian mati. Air ini ditahan oleh tanah dengan kekuatan 15 atm atau p. F 4, 2.

Klasifikasi lengas tanah p. F Air penyusun dan air antar lapis > 7. 0 Air higroskopis 7. 0 – 4. 5 Air kapiler 4. 5 – 2. 5 Air gravitasi 2. 5 – 0. 0 Air bumi (ground water) bebas tegangan

AIR berada di ………………… dalam ruangan PORI (diantara MATRIKS tanah) PPP Pori Air Tanah

AIR berada di ………………… dalam ruangan PORI (diantara MATRIKS tanah) Partikel. Tana Ruangan Pori Air Tanah

Keadaan Air Tanah Air Titik layu Higroskopis Kapasitas lapangan Air Kapiler Zarah Tanah 10. 000 atm p. F 7. 0 Mengalir karena gravitasi Air adhesi 31 atm 4. 5 15 atm 4. 2 1/3 atm 2. 54

Tinggi satuan Log tinggi kolom air. cm air (p. F) 10 1 100 2 346 2. 53 1. 000 3 10. 000 4 15. 849 4. 18 31. 623 4. 5 100. 000 5 1. 000 6 10. 000 7 atm 0. 01 0. 10 1/3 1 Air 10 tersedia 15 31 100 1. 000 10. 000 (Brady, 1974)

Permeabilitas è Laju pergerakan suatu zat cair melalui media berpori (konduktivitas hidrolika) Aliran jenuh air : semua pori-pori makro maupun mikro diisi oleh air, ini terjadi di dalam zona air bumi atau kadangkala setelah hujan lebat atau selama irigasi Air dalam kondisi ini bebas tegangan Laju aliran jenuh : pasir > geluh > lempung Aliran tidak jenuh : pori-pori hanya sebagian saja berisi air, air dipengaruhi tegangan. pasir < geluh < lempung

Kelas Permeabilitas tanah Keterangan Sangat Lambat Agak Lambat Sedang Agak Cepat Sangat Cepat Laju Permeabilitas cm/jam Simbol angka < 0, 13 1 0, 13 – 0, 51 – 2, 00 – 6, 35 – 12, 70 – 25, 40 > 25, 40 2 3 4 5 6 7

G. UDARA TANAH Udara tanah menempati pori-pori makro antara agregat-agregat sekunder tanah Udara tanah penting bagi pernafasan akar tanaman dan kegiatan jasad hidup tanah Udara tanah berbeda dengan udara atmosfer dalam hal : - Udara tanah mengandung uap air > - O 2 < ; CO 2 > - Udara tanah tidak selalu menempati pori makro tapi silih berganti dengan lengas tanah dan berasal dari : atmosfer, proses kimia atau dari kegiatan biologi tanah

Komposisi Udara Tanah è Tergantung dari proses biologi serta sukar mudahnya tukar menukar dengan udara atmosfer Contoh udara tanah sawah yang bebas air Gas-gas di lapis olah Kadar terhadap % volume udara tanah N 2 O 2 CH 4 H 2 75 – 11 2. 8 – 0 2 – 20 17 – 73 0 – 2. 2

Faktor-faktor yang mempengaruhi komposisi udara tanah : - Iklim - Sifat tanah seperti tekstur, struktur, tinggi permukaan air tanah - Sifat tanaman Keterdapatan tanaman mengurangi kadar O 2 dan menambah CO 2 dlm tnh. Adanya bahan organik dan kegiatan jasad renik : CO 2 > (jika aerob), CH 4 > (jika anaerob)

KIMIA TANAH ILMU DASAR UNTUK MENGETAHUI FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KETERSEDIAAN UNSUR HARA TERHADAP TANAMAN. MEMPELAJARI SESUATU YANG DIHUBUNGKAN DENGAN REAKSI-REAKSI YANG TERJADI PADA PERMUKAAN KOLOID TANAH DAN BAHAN KIMIA YANG LARUT, INTERAKSI KOLOID TANAH DENGAN p. H TANAH.

TANAH TERSUSUN OLEH :

PENYUSUN TANAH YANG BERPERAN AKTIF DALAM REAKSI KIMIA TANAH ADALAH ORGANIK DAN CLAY (LEMPUNG) YANG MEMPUNYAI DIAMETER < 1 MIKRON. BAHAN TERSEBUT DINAMAKAN KOLOID TANAH. q. MEMPUNYAI BIDANG PERMUKAAN TANAH YANG LUAS UNTUK PERUNIT MASSA q. TERSUSPENSI DALAM AIR q. BERMUATAN NEGATIF

KOLOID TANAH AN ORGANIK : 1. 2. 3. ORGANIK KOLOID SILIKAT (Si. O 2 n. H 2 O) HIDROFIL, BERMUATAN NEGATIF HIDROKSIDA BESI [Fe(OH 3)] MENIMBULKAN WARNA MERAH, KUNING, COKLAT ATAU CAMPURANNYA. HIDROKSIDA ALUMINIUM [Al(OH)3] KOLOID HUMUS MINERAL KOMBINASI 2 ATAU LEBIH UNSUR YANG TERDAPAT DALAM KULIT BUMI MEMBENTUK CAMPURAN DISEBUT MINERAL-MINERAL BERCAMPUR MEMBENTUK BATUAN.

MINERAL LEMPUNG BERDASARKAN KEJADIANNYA DIBEDAKAN : 1. MINERAL PRIMER MINERAL YANG TERJADI LANGSUNG DARI MAGMA DAN MENYUSUN DIRI MEMBENTUK BATUAN TERTENTU SEBAGAI KERAK BUMI 2. MINERAL SEKUNDER MINERAL YANG TERJADI DARI MINERAL PRIMER YANG TELAH MENGALAMI PELAPUKAN, BERKOMBINASI SATU DENGAN YANG LAIN MEMBENTUK MINERAL LAIN MISAL : MINERAL LEMPUNG

MINERAL LEMPUNG 1. MINERAL LEMPUNG SILIKAT 2. MINERAL LEMPUNG BUKAN SILIKAT : MERUPAKAN KELOMPOK SENYAWA HIDROKSIDA BESI DAN ALUMINIUM MISAL : GIBSIT (Al. O 3 H 2 O) GOETIT (Fe. O 3 H 2 O) LIMONIT (Fe. O 3 n. H 2 O) MINERAL LEMPUNG : ü BERPERAN DALAM KESUBURAN TANAH ü BERPENGARUH TERHADAP SIFAT DAN CIRI TANAH ü BERBENTUK KRISTAL ü DASAR STRUKTURNYA TERDIRI DARI : SILIKAT-TETRAHEDRAL ALUMINA-OKTAHEDRAL

SILIKAT-TETRAHEDRAL TERDIRI 1 ATOM Si DIKELILINGI 4 ATOM O ALUMINIUM-OKTAHEDRAL TERDIRI 1 ATOM Al DIKELILINGI 6 ATOM O ATAU HIDROKSIL

MINERAL LEMPUNG DIBAGI 4 GOLONGAN : 1. TIPE 1: 1 = KAOLINIT HAMPIR TIDAK TERJADI SUBSTITUSI ISOMORFIK 2 a. TIPE 2: 1 = MONTMORILONIT TERJADI SUBSTITUSI ISOMORFIK Al 3+ OLEH Mg 3+, Si 4+ OLEH Al 3+ 2 b. TIPE 2: 1 = VERMIKULIT TERJADI SUBSTITUSI ISOMORFIK. KAPASITAS JERAPAN KATION MELEBIHI YANG LAIN. 2 c. TIPE 2: 1 = ILLIT 15%Si DIGANTIKAN OLEH Al, KELEBIHAN NEGATIF DIJANUHI K. 3. TIPE 2: 2 = KLORIT 4. TIPE 2: 1: 1 = PALIGORSKIT; SEPIOLIT 2 LEMBAR OKTAHEDRAL Mg(OH)2 DIAPIT 2 LEMBAR TETRAHEDRAL SILIKA.

MINERAL LEMPUNG ALOFAN : ü AMORF TIDAK KRISTALIN ü PADA TANAH ABU VULKAN ü KOMPOSISI KIMIANYA DICIRIKAN RASIO Al: Si = 1: 1 ATAU 1: 2 ü RUMUS KIMIA : Si. O 2 Al 2 O 32 H 2 O Al 2 O 32 Si. O 2 H 2 O TIPE LEMPUNG LAIN DALAM KELOMPOK INI ADALAH IMOGOLIT. ü TERDAPAT DALAM ABU VOLKANIK ATAU BANTALAN BATU APUNG ü RUMUS KIMIA : Si. O 2 Al 2 O 32. 5 H 2 O

TIPE MINERAL 1: 1 Ø Ø Ø Ø TERDIRI DARI 1 LEMPENG SILIKA TETRAHEDRAL DAN 1 LEMPENG ALUMINA OKTAHEDRAL KEDUA LAPISAN TIAP UNIT KRISTAL DIIKAT OLEH ATOM OKSIGEN YANG DIPEGANG BERSAMAAN OLEH ATOM Si DAN Al DARI MASING -MASING KISI, AKIBATNYA KISI MANTAP DAN TIDAK TERJADI PENGEMBANGAN ANTARUNIT BILA BASAH (DAYA MENGEMBANGMENGERUT SERTA PLASTISITASNYA RENDAH) SUBSTITUSI ISOMORFIK HANYA SEDIKIT AKIBAT ADANYA GUGUS HIDROKSIL YANG TERBUKA, TIPE INI MEMPUNYAI MUATAN NEGATIF YANG BERUBAH-UBAH TERGANTUNG p. H KAPASITAS TUKAR KATIONNYA RENDAH (1 -10 me/100 g) KAPASITAS JERAPANNYA KECIL KARENA LUAS PERMUKAAN SPESIFIKNYA KECIL (7 -30 m 2/g) KELOMPOK TERDIRI : KAOLINIT; HALOYSIT; ANAUKSIT DAN DIKIT KAOLINIT DITEMUKAN DALAM TANAH ULTISOL, OXISOL, ALFISOL.

TIPE MINERAL 2: 1 (MENGEMBANG) Ø Ø Ø DICIRIKAN LEMPENG ALUMINA OKTAHEDRAL DIJEPIT OLEH DUA LEMPENG SILIKA TETRAHEDRAL ANGGOTA : MONTMORILONIT; BEIDELIT; NONTRONIT; SAPONIT; DAN VERMIKULIT IKATAN ANTAR KRISTAL LEMAH SEHINGGA MUDAH MENGEMBANG BILA BASAH DAN MENGERUT BILA KERING (PLASTISITAS DAN KOHESI TINGGI) DAN DAPAT MENYEMAT ION LOGAM DAN SENYAWA ORGANIK DIAMETER 0. 01 -1 MIKRON, LUAS PERMUKAAN SPESIFIK 700 -800 M 2/g KTK 70 me/100 g SEDIKIT TERJADI SUBSTITUSI ISOMORFIK OLEH Mg MENYEBABKAN MEMPUNYAI MUATAN NEGATIF YANG TINGGI MONTMORILONIT MEMPUNYAI Mg DAN Fe DALAM POSISI OKTAHEDRAL. BEIDELIT TIDAK PUNYA Mg DAN Fe TAPI Al TINGGI MUATAN BERUBAH-UBAH HANYA SEDIKIT, SEBAB SEMUA GUGUS HIROKSIL TERLETAK DALAM BIDANG PERMUKAAN YANG TERTUTUP JARINGAN ATOM OKSIGEN MONTMORILONIT SEBAGAI PENYUSUN TANAH-TANAH : VERTISOL, MOLLISOL, ALFISOL, DAN ENTISOL JARAK LAPIS : 12. 4 -14 A 0

TIPE MINERAL 2: 1 (TIDAK MENGEMBANG)=HIDRUSMIKA ü ANGGOTA TERPENTING ADALAH ILLIT ü MENGANDUNG KALIUM PADA ANTARLAPISANNYA ü SIFAT-SIFAT SEPERTI HIDRASI, MENJERAP KATION, MEMUAI DAN MENGERUT, PLASTISITAS SERTA DISPERSI TIDAK SEINTENSIF MONTMORILONIT, TETAPI LEBIH JIKA DIBANDING KAOLINIT ü KTK 30 me/100 g ü JARAK LAPIS 10 A 0 ü DITEMUKAN DALAM TANAH : ENTISOL, INCEPTISOL, ARIDISOL, MOLLISOL, ALFISOL, SPODOSOL TIPE MINERAL 2: 2 ü ANGGOTA TERPENTING ADALAH KLORIT ü TERDIRI DARI 2 LEMBAR TETRAHEDRAL SILIKA DAN 2 LEMBAR OKTAHEDRAL MAGNESIUM ü LEMPENG MAGNESIUM DISEBUT BRUSIT [Mg(OH)2] ü SUBSTITUSI ISOMORFIK TERJADI DALAM LAPISAN TETRAHEDRAL MAUPUN OKTAHEDRAL ü DITEMUKAN DALAM TANAH : ARIDISOL, MOLLISOL, ULTISOL

ASAL MUATAN NEGATIF PADA LEMPUNG : 1. 2. SUBSTITUSI ISOMORFIK ADALAH PERISTIWA DIMANA Si DLAM TETRAHEDRAL ATAU Al DALAM OKTAHEDRAL SERING DIGANTIKAN OLEH ION LAIN YANG BERUKURAN SAMA DISOSIASI DARI GUGUS HIDROKSIL YANG TERBUKA KEBERADAAN GUGUS OH PADA TEPI KRISTAL ATAU PADA BIDANG YANG TERBUKA, PADA p. H TINGGI, HIDROGEN DARI HIDROKSIL TERURAI, SEHINGGA PERMUKAAN LEMPUNG MENJADI BERMUATAN NEGATIF (MUATAN BERUBAH-UBAH ATAU MUATAN TERGANTUNG p. H)

PERTUKARAN KATION KOLOID TANAH BERMUATAN NEGATIF AKAN MENARIK ION -ION BERMUATAN POSITIF YANG DISEBUT KATION. KOLOID TANAH AIR TANAH KOLOID TANAH 4 KOLOID DENGAN SELAPUT AIR SEPERTI FILM MERUPAKAN LARUTAN TANAH

KATION-KATION BERASAL DARI : ü PEMUPUKAN ü PELAPUKAN MINERAL TANAH DAN BAHAN ORGANIK ü PELAPUKAN/PATAHAN MINERAL LEMPUNG (Al+++) ü AIR (H+) PERTUKARAN KATION TERJADI BILA : MISEL PENCUCIAN (DALAM LARUTAN TANAH) RATA-RATA DALAM TANAH

Contoh pertukaran kation : Ca MISEL +2 H+ Pertukaran kation di alam MISEL +Ca 2+ Kita umpamakan : (L=ion logam bervalensi 1) Ca 40 Ca 38 2 Ca(HCO 3)2 Al 20 MISEL + 5 H 2 CO 3 H 20 H 25 L(HCO)3 L 20 L 19 Pertukaran kation terjadia atas dasar jumlah ekuivalen. Muatan negatif pada bidang adsorpsi koloid dinetralkan oleh kation : Ca, K, Mg, Na, NH 4, Al, Fe, H, dan lain-lain. Pengikatan ion-ion pada bidang adsorpsi berbeda-beda, tergantung : 1. Konsentrasi atau jumlah ion-ion 2. Jumlah muatan pada ion 3. Kecepatan bergerak (aktivitas) tergantung : a. b. Ukurannya Tebalnya selubung air hidrat

Kation bervalensi 1 diikat dengan kekuatan kecil dibanding dengan yang bervalensi 3 yang terbesar. Kation yang berselubung air hidrat tebal lebih mudah ditukar. Mudah tidaknya ditukar, diberikan dalam DERET LYOTROPH : Li>Na>K>NH 4>Mg>Ca>Ba>H Kation di sebelah kiri lebih mudah dilepaskan daripada ionion yang terletak disebelah kanannya. Definisi KTK : Banyaknya kation yang dapat dijerap oleh tanah persatuan berat tanah (biasanya per 100 g), dan yang dapat dipertukarkan. Dinyatakan dalam satuan me/100 g tanah kering oven. 1 me = 1 miligram hidrogen atau sejumlah ion lain

Faktor yang mempengaruhi KTK : 1. 2. 3. 4. 5. Tekstur tanah (+jumlah lempung) Kasar Halus KTK rendah KTK tinggi Tipe 1: 1 Tipe 2: 1 Illit Montmorilonit Kaolinit KTK rendah KTK tinggi 37 me/00 g 100 me/100 g 5 me/100 g Setiap 1% BO Humus KTK bertambah 2 me/100 g tanah KTK 200 me/100 g tanah Secara umum : p. H rendah p. H tinggi KTK rendah KTK tinggi Jenis lempung Jumlah kandungan bahan organik Reaksi tanah/p. H Pengapuran dan pemupukan (Berhubungan dengan p. H)

Persentase Kejenuhan Basa KTK Kejenuhan basa tanah Indikasi kesuburan Kation-kation yang terdapat dalam jerapan koloid dapat dibedakan Kation basa dan kation asam Kation basa : Ca++, Mg++, K+, Na+; Kation asam : H+, Al+++ Persentase kejenuhan basa menunjukkan perbandingan antara jumlah kation basa dengan jumlah semua kation (basa+asam) yang terdapat dalam kompleks jerapan tanah %KB=40, artinya 40% bagian KTK diduduki basa dan 60% bagian didudki H+ dan Al+++. KB tanah p. H tinggi>tanah p. H rendah

REAKSI TANAH Reaksi tanah adalah istilah untuk menyatakan reaksi asam, basa di dalam tanah Reaksi tanah berpengaruh terhadap : 1. 2. 3. 4. Pertumbuhan tanaman Kelarutan dan ketersediaan hara tanaman Ada/tidaknya unsur/senyawa meracun tanaman Kecepatan dekomposisi/pelapukan mineral tanah dan BO Pertama kali oleh : Sorensen (1909) “logaritma negatif aktivitas ion H+” memudahkan : digunakan konsentrasi H+ p. H = -log [H+] = log

Pengukuran KEASAMAN Komposisi air (murni) : ü ü ü Molekul air Ion-ion hidrogen Ion-ion hidroxyl Ionisasi air : HOH H++OHPada 250 C, 1 liter air beratnya 997 g 1 mol air beratnya 18 g 1 liter air ada 55. 4 mol air Dua hal yang perlu dicatat : 1. Hanya 1 mol air dari 554 juta mol yang terionisasi 2. Jumlah, konsentrasi mol H+ seimbang dengan OHsetiap liternya

HOH = 55. 3999998 mol/l H+ = 0. 0000001 mol/l OH- = 0. 0000001 mol/l p. H air murni dihitung sbb:

Penyebab kemasaman tanah Tanah masam : ion H+>ion OHKation-kation dapat dipertukarkan sebagai sumber H+ dan OHYang penting : ü Ion hidrogen (H+) yang terdapat bebas pada larutan tanah ü Ion aluminium (Al+++) penyebab tak langsung, berasal dari Al pada struktur oktahedral Al. ü Masuk kedalam larutan tanah (+H 2 O) Al++++3 H 2 O Al++++2 H 2 O Al++++H 2 O ü Al(OH+)3+3 H+ Al(OH+)2+2 H+ Al(OH++)+H+ Al dijerap pada bidang pertukaran MISEL Al+3 H 2 O Al(OH)3+ MISEL H+

Sumber-sumber penyebab kemasaman tanah 1. Humus atau bahan organik 2. Garam-garam yang larut ü Gugus-gugus karboksil gugus-gugus phenolik timbunan ion H+ gugus-gugus kelompok amino ü Proses dekomposisi H 2 CO 3 mencuci basa-basa terus-menerus H 2 SO 4, HNO 3 tambahan ion H+ ü ü ü Pemupukan Pelapukan mineral Dekomposisi BO menambah kation-kation, lalu menggantikan Al teradsorbsi Al masuk ke larutan tanah penyebab tambahnya H+

3. Intensitas pencucian Tanah di daerah humid : basa-basa tercuci, tertinggal H+ dan Al++++H 2 O Al(OH)+++H+ Al(OH)+++H 2 O Al(OH)+2+H+ Al(OH)+2+H 2 O Al(OH)3+H+ 4. Mineral lempung (liat) alumino silikat oleh pelapukan dari oktahedral Al membebaskan Al dengan 2 kemungkinan : Ø Al teradsorbsi MISEL Al+3 H 2 O Al(OH)3+ MISEL Ø Al dalam larutan 5. Karbon dioksida (CO 2) CO 2 dihasilkan oleh adanya respirasi akar dan jasad hidup dalam tanah, + H 2 O H 2 CO 3 mencuci basa-basa H+

KEMASAMAN AKTIF DAN KEMASAMAN CADANGAN Kemasaman aktif = jumlah ion H+ dalam larutan Kemasaman cadangan = jumlah ion H+ dan Al 3+ yang terjerap

NETRALISASI KEMASAMAN DENGAN KAPUR Reaksi dengan H 2 O Ca. O+H 2 O Ca(OH)2 Ca. CO 3+H 2 O Ca 2++HCO 3 -+OHØ Reaksi dengan H 2 CO 3 Ca. CO 3+H 2 CO 3 Ca(HCO 3)2 Ca(OH)2+2 H 2 CO 3 Ca(HCO 3)2+2 H 2 O Ø Reaksi dengan misel (koloid) MISEL +Ca(OH)2 Ca MISEL +2 H 2 O MISEL +Ca(HCO 3)2 Ca MISEL +2 CO 2 MISEL +Ca. CO Ca MISEL +CO 2 3 Bahan penting dari kapur dalam menetralkan kemasaman tanah adalah CO 32 - dan OH- yang dihasilkan ü Ion CO 32 - mampu menarik ion H+ dari koloid tanah ü Ion OH- dapat mengusir Al 3+ dari kompleks jerapan Ø

Bila sumber kemasaman tanah adalah ion H+ Ca. CO 3 MISEL +CO 32 MISEL +Ca 2++CO 32 MISEL +H 2 CO 3 MISEL Bila sumber kemasaman adalah ion Al 3+ Ca. CO 32 -+H 2 O MISEL +OHMISEL +Ca 2++CO 2 HCO 3 -+OHMISEL +Al(OH)3 MISEL

UNSUR HARA Jaringan tanaman segar tersusun atas C, H dan O sebesar 94 -99. 6% 0. 5 -6% berasal dari unsur hara dalam tanah PERAN UNSUR HARA 1. 2. 3. 4. Sebagai penyusun molekul organik yang kompleks (terutama unsur mikro) Membantu peranan enzym Mempertahankan keseimbangan ion, yaitu antara kation bervalensi satu dan dua Berperan dalam sistem oksidasi-reduksi karena sifat valensinya yang dapat berubah Tanaman mengabsorbsi unsur hara dalam bentuk ion yang terdapat disekitar perakaran.

Berdasarkan kebutuhan tanaman, dibagi 2 kelompok : ü Unsur hara makro ü Unsur hra mikro Unsur hara dalam tanah berasal sari : ü Bahan organik ü Udara ü Air hujan ü Batuan/mineral BATUAN MINERAL PRIMER UNSUR-UNSUR HARA Si, Al mineral lempung K, Na bahan pendispersi Mn, Fe proses oksidasi reduksi pembentukan agregat Ca, Mg bahan penjonjot

UNSUR HARA : 1. Membentuk senyawa baru yang sukar larut 2. Tersdsorbsi pada permukaan koloid tanah 3. Tercuci ke lapisan bawah ke laut 4. Diserap tanaman/jasad renik Kekurangan unsur-unsur hara esensial akan menimbulkan gejala pada tanaman, seperti diserang penyakit, hal ini disebut penyakit fisiologis Unsur hara dapat dipakai untuk indikasi kesuburan tanah

Unsur hara yang dibutuhkan tanaman (esensial) Kriterianya (Arnon): 1. Kekurangan unsur tersebut menghambat pertumbuhan 2. Gejala kekurangan unsur tersebut dapat dihilangkan hanya dengan penambahan unsur tersebut 3. Unsur tersebut harus secara langsung terikat dalam gizi makanan tanaman Unsur hara makro (dibutuhkan dalam jumlah banyak) C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S Unsur hara mikro (dibutuhkan dalam jumlah sedikit) Fe, Mn, Mo, Cu, B, Zn, Cl, Na, Ca, Va, Si

BAHAN ORGANIK Sumber : 1. Jaringan tanaman 2. Binatang Jaringan tumbuhan terdiri atas : Ø Air 75% Ø Padat 25% • Pati 15% • Protein 2. 5% • Lignin 2. 5 -7. 5% • Lemak 0. 25 -2% Atau § C 11% § O 10% § H 2% § abu 2%

Pengaruh BO terhadap tanah Fisik : 1. Kemampuan menahan air meningkat 2. Warna tanah menjadi coklat-hitam 3. Meningkatkan granulasi dan kemantapan agregat 4. Menurunkan kohesi, plastisitas, sifat buruk tanah Kimia : 1. Meningkatkan daya jerap dan KTK 2. N, P, S terhindar dari pencucian, karena terikat dalam tubuh jasad renik 3. Membantu pelapukan mineral Biologi : 1. Jumlah dan aktivitas organisme makro dan mikro dalam tanah meningkat Ditentukan oleh : 1. Sumber dan susunannya 2. Kelancaran dekomposisi 3. Hasil dekomposisi

Komposisi BO cepat terurai : pati, gula, protein, hemi selulosa Komposisi BO lambat terurai : selulosa, lignin, lemak, minyak, waks Proses dekomposisi BO : 1. Oksidasi enzymatik 2. Pembebasan/imobilisasi unsur 3. Sintesa menjadi senyawa baru HUMUS Adalah senyawa kompleks yang agak resisten pelapukan, amorf, bersifat koloidal, berwarna coklat kehitaman, berasal dari jaringan tumbuh-tumbuhan dan binatang, ligno protein sebagai intinya.

C/N tanah = 10: 1 sampai 12: 1, tergantung iklim dan C/N tumbuh-tumbuhan serta jasad mikro. Bila C/N BO tinggi, akan terjadi persaingan antara tumbuhan dengan jasad mikro Pada dekomposisi BO tigkat lanjut akan menghasilkan C/N rendah Kadar BO dalam tanah tergantung kedalaman tanah, iklim, tekstur, dan drainase