Dr. Ir. Mohammad Mahmudi, MS IV. SIFAT FISIKA TANAH Bagian 2 Dr. Ir. Mohammad Mahmudi, MS

SIFAT –SIFAT FISIKA TANAH Tekstur Tanah Struktur Tanah Konsistensi Tanah Porositas Tanah Tata Udara Tanah Suhu Tanah Warna Tanah Permeabilitas Tanah Bagian 1 Bagian 2

KONSISTENSI TANAH Menggambarkan ketahanan tanah pada saat memperoleh gaya atau tekanan dari luar yang menggambarkan bekerjanya gaya kohesi (tarik menarik antar partikel) & adhesi (tarik menarik antara partikel dan air) dengan berbagai kelembaban tanah Menunjukkan integrasi antara kekuatan daya kohesi butir-butir tanah dengan daya adhesi butir-butir tanah dengan benda lain Menunjukkan derajat kohesi dan adhesi diantara partikel-partikel tanah terhadap perubahan bentuk yang disebabkan oleh tekanan dan berbagai kekuatan yang mempengaruhi bentuk tanah

Atterberg (1912) mengemukan 4 macam bentuk konsistensi : Konsistensi melekat ---- ditunjukkan oleh sifat melekat tanah pada berbagai benda Konsistensi plastis ---- dimanifestasikan oleh sifat ketahanan tanah dan plastisitas dibentuk (mudah atau tidak dibentuk) Konsistensi lunak ---- dicirikan oleh kegemburan Konsistensi keras ----dicirikan oleh sifat kekerasan

Gambar Hubungan macam-macam konsistensi tanah dengan kelembaban kering lembab basah keras Lunak gembur Plastis melekat Melekat cair Macam konsistensi lumpur tanah bongkah optimum tanah mengalir Gambar Hubungan macam-macam konsistensi tanah dengan kelembaban

KONSISTENSI DITETAPKAN PADA 3 KONDISI : Kondisi Basah : Merupakan penetapan konsistensi tanah pada kondisi kadar air tanah diatas kapasitas lapang Kondisi Lembab : Merupakan penetapan konsistensi tanah pada kondisi kadar air tanah sekitar kapasitas lapang Kondisi Kering : Merupakan penetapan konsistensi tanah pada kondisi kadar air tanah kering udara

Penetapan Konsistensi Basah : Dalam keadaan basah ditentukan mudah tidaknya melekat pada jari (Tingkat Kelekatan), yaitu kategori: melekat atau tidak melakat. Selain itu, dapat pula berdasarkan mudah tidaknya membentuk bulatan (Tingkat Plastisitas), yaitu: mudah membentuk bulatan atau sukar membentuk bulatan; dan kemampuannya mempertahankan bentuk tersebut (plastis atau tidak plastis). .

Tingkat Kelekatan, yaitu menyatakan tingkat kekuatan daya adhesi antara butir-butir tanah dengan benda lain, ini dibagi 4 kategori: Tidak Lekat (Nilai 0): yaitu dicirikan tidak melekat pada jari tangan atau benda lain. Agak Lekat (Nilai 1): yaitu dicirikan sedikit melekat pada jari tangan atau benda lain. Lekat (Nilai 2): yaitu dicirikan melekat pada jari tangan atau benda lain. Sangat Lekat (Nilai 3): yaitu dicirikan sangat melekat pada jari tangan atau benda lain.

Tingkat Plastisitas, yaitu menunjukkan kemampuan tanah membentuk gulungan, ini dibagi 4 kategori berikut: Tidak Plastis (Nilai 0): yaitu dicirikan tidak dapat membentuk gulungan tanah. Agak Plastis (Nilai 1): yaitu dicirikan hanya dapat dibentuk gulungan tanah kurang dari 1 cm. Plastis (Nilai 2): yaitu dicirikan dapat membentuk gulungan tanah lebih dari 1 cm dan diperlukan sedikit tekanan untuk merusak gulungan tersebut. Sangat Plastis (Nilai 3): yaitu dicirikan dapat membentuk gulungan tanah lebih dari 1 cm dan diperlukan tekanan besar untuk merusak gulungan tersebut.

Penetapan Konsistensi Lembab : Cara penetapan konsistensi untuk kondisi lembab ditentukan dengan meremas segumpal tanah. Apabila gumpalan tersebut mudah hancur, maka tanah dinyatakan berkonsistensi gembur. Apabila gumpalan tanah sukar hancur dengan cara remasan tersebut maka tanah dinyatakan berkonsistensi teguh.

Pada kondisi kadar air tanah sekitar kapasitas lapang, konsistensi dibagi 6 kategori sebagai berikut: Lepas (Nilai 0): yaitu dicirikan tanah tidak melekat satu sama lain atau antar butir tanah mudah terpisah (contoh: tanah bertekstur pasir). (2) Sangat Gembur (Nilai 1): yaitu dicirikan gumpalan tanah mudah sekali hancur bila diremas. Gembur (Nilai 2): yaitu dicirikan dengan hanya sedikit tekanan saat meremas dapat menghan- curkan gumpalan tanah.

(4) Teguh / Kokoh (Nilai 3): yaitu dicirikan dengan diperlukan tekanan agak kuat saat meremas tanah tersebut agar dapat menghancurkan gumpalan tanah (5) Sangat Teguh / Sangat Kokoh (Nilai 4): yaitu dicirikan dengan diperlukannya tekanan berkali-kali saat meremas tanah agar dapat menghancurkan gumpalan tanah tersebut. (6) Sangat Teguh Sekali / Luar Biasa Kokoh (Nilai 5): yaitu dicirikan dengan tidak hancurnya gumpalan tanah meskipun sudah ditekan berkali-kali saat meremas tanah dan bahkan diperlukan alat bantu agar dapat menghancurkan gumpalan tanah tersebut.

Penetapan Konsistensi Kering : Cara penetapan konsistensi untuk kondisi kering ditentukan dengan meremas segumpal tanah. Apabila gumpalan tersebut mudah hancur, maka tanah dinyatakan berkonsistensi lunak. Apabila gumpalan tanah sukar hancur dengan cara remasan tersebut maka tanah dinyatakan berkonsistensi keras.

Penetapan konsistensi tanah pada kondisi kadar air tanah kering udara, ini dibagi 6 kategori sebagai berikut: Lepas (Nilai 0): yaitu dicirikan butir-butir tanah mudah dipisah-pisah atau tanah tidak melekat satu sama lain (misalnya tanah bertekstur pasir). Lunak (Nilai 1): yaitu dicirikan gumpalan tanah mudah hancur bila diremas atau tanah berkohesi lemah dan rapuh, sehingga jika ditekan sedikit saja akan mudah hancur. Agar Keras (Nilai 2): yaitu dicirikan gumpalan tanah baru akan hancur jika diberi tekanan pada remasan atau jika hanya mendapat tekanan jari-jari tangan saja belum mampu menghancurkan gumpalan tanah.

Keras (Nilai 3): yaitu dicirikan dengan makin susah untuk menekan gumpalan tanah dan makin sulitnya gumpalan untuk hancur atau makin diperlukannya tekanan yang lebih kuat untuk dapat menghancurkan gumpalan tanah. Sangat Keras (Nilai 4): yaitu dicirikan dengan diperlukan tekanan yang lebih kuat lagi untuk dapat menghancurkan gumpalan tanah atau gumpalan tanah makin sangat sulit ditekan dan sangat sulit untuk hancur. Sangat Keras Sekali / Luar Biasa Keras (Nilai 5): yaitu dicirikan dengan diperlukannya tekanan yang sangat besar sekali agar dapat menghancurkan gumpalan tanah atau gumpalan tanah baru bisa hancur dengan menggunakan alat bantu (pemukul).

Faktor Mempengaruhi Konsistensi a Faktor Mempengaruhi Konsistensi a. Kadar Air : Bila kadar air tinggi maka konsistensi tanah rendah. b. Tekstur Tanah : Bila tekstur tanah dominan pasir maka konsistensi tanah rendah. c. Porositas : Bila porositasnya tinggi maka konsistensi rendah. d. Bahan Organik : Bahan organik tinggi maka e. Berat Isi

Faktor Dipengaruhi Konsistensi a Faktor Dipengaruhi Konsistensi a. Struktur Tanah : Bila konsistensi tanah tinggi maka struktur mantap. b. Erosi : Bila konsitensi tanah tinggi maka erosi rendah. c. Pengolahan : Bila konsistensi tanah tinggi maka pengolahan semakin susah.

POROSITAS TANAH Definisi dan Pengertian dari Porositas Tanah adalah ruang volume seluruh pori-pori makro dan mikro dalam tanah yang dinyatakan dalam persentase volume tanah di lapangan. Dengan kata lain porositas tanah adalah bagian dari volume tanah yang tidak ditempati oleh padatan tanah. Kerikil Terpisah dengan baik, porositas tinggi Kerikil - pasir - liat kurang dapat dipisahkan, porositas rendah Batu pasir bersemen   porositas rendah Tanah liat porositas tinggi Batu kapur porositas rendah Serpih

Porositas tanah ada karena bentuk dan ukuran agregat tanah yang tidak dapat saling merapat merupakan dasar dari pori-pori tanah. Merupakan ruang antara agregat yang satu dengan yang lain disebut pori-pori mikro dan makro tanah.

Menurut ukuran pori-pori dapat dibedakan sebagai berikut : Makro porositas yang dibentuk oleh rongga-rongga besar yang dalam keadaan normal terisi udara. Bila tanah terisi air sampai terlalu basah maka tanaman akan mati lemas atau tumbuhnya menjadi kerdil. Mikro porositas yang merupakan rongga-rongga paling halus yang biasanya terisi air kapiler. Tanah pasir mempunyai porositas kurang dari 50%, dengan jumlah pori-pori makro lebih besar dari pada pori-pori mikro, bersifat mudah merembes air dan gerakan udara di dalam tanah menjadi lebih lancar. Sebaliknya berliat mempunyai porositas lebih dari 50%.

Jumlah pori-pori mikro lebih besar dan bersifat mudah menangkap air hujan, tetapi sulit merembeskan air dan gerakan udara lebih terbatas. Untuk pertumbuhan tanaman menghendaki keseimbangan antara porositas makro dan mikro. Pada tanah yang baik mikro porositas 60% dari pada seluruh porositas. Porositas sangat dipengaruhi oleh tekstur tanah, struktur tanah, kedalaman tanah, dan pengolahan tanah.

HUBUNGAN ANTARA KOMPONEN PENYUSUN TANAH UDARA VU MU Vr VC CAIRAN MC Vt Mt VP PADATAN MP

BERAT VOLUME TANAH (ρb) Mt = Berat Tanah Vt = Volume Tanah Mp = Berat Padatan Mc = Berat Cairan Mu = Berat Udara DRY BULK DENSITY Mc DAN Mu = 0

NILAI ρb : TANAH PERTANIAN : 1,1 – 1,6 g/cm3 TANAH BERPASIR : 1,5 – 1,7 g/cm3 TANAH ORGANIK : < 1,0 g/cm3 TANAH ABUVOLKAN : 0,8 g/cm3

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI ρb STRUKTUR TANAH Tanah berstruktur ρb < Tanah tanpa struktur TEKSTUR >> Tekstur Kasar ρb >> KADAR BAHAN ORGANIK >> Kadar Bahan Organik ρb <<

KEGUNAAN BERAT VOLUME TANAH (ρb) INDIKATOR MENENTUKAN TANAH DAPAT ATAU TIDAKNYA DIJADIKAN LAHAN PERTANIAN, TAMBAK MENGHITUNG BERAT TANAH PER SATUAN LUAS

BERAT PARTIKEL DENSITY (ρp) ρp = Perbandingan berat tanah (MP) dengan volume tanah (VP) Faktor-faktor yang berpengaruh : Bahan Organik Jenis Mineral

WARNA TANAH WARNA TANAH MERUPAKAN PETUNJUK : 1. KANDUNGAN BAHAN ORGANIK 2. KEADAAN DRAINASE & AERASI 3. PEMBEDA HORIZON FAKTOR YANG MEMPENGARUHI: 1. KADAR BAHAN ORGANIK >> BHN. ORGANIK > GELAP/HITAM MAKIN SUBUR > MUDAH DIOLAH

2. Drainase

Temperatur Tanah

Fluktuasi suhu tanah behubunngan dengan waktu, kedalaman tanah, dan perubahan sumber energi. Berkas sinar matahari (radiasi surya) yang diterima permukaan tanah -- sebagian direfleksikan kembali ke udara, dan sebagian diabsorbsi oleh tanah. Dari jumlah total radiasi matahari yang tersedia sampai bumi, ± 30 % direfleksikan kembali ke atmosfer, ± 19 % diabsorbsi oleh atmosfer, dan ± 47 % diabsorbsi oleh bumi.

Absorbsi energi surya dipengaruhi oleh : - kandungan bahan organik Fluktuasi suhu tanah behubunngan dengan waktu, kedalaman tanah, dan perubahan sumber energi. Radiasi matahari yang diserap oleh tanah, selanjutnya dirambatkan ke lapisan tanah yang lebih dalam secara konduksi Absorbsi energi surya dipengaruhi oleh : - kandungan bahan organik - kandungan dan jenis mineral

Temperatur tanah -- salah satu sifat fisika tanah yang sangat berpengaruh terhadap proses-proses dalam tanah, seperti pelapukan dan penguraian bahan organik dan bahan induk tanah, reaksi-reaksi kimia , dll. Juga mempengaruhi pertumbuhan tanaman melalui perubahan kelembaban tanah, aerase, aktiivitas mikroorganisme, ketersediaan unsur hara, dll.

Tanah-tanah yang banyak kandungan bahan organik dan berwarna gelap akan mengabsorbsi 80 % radiasi surya yang masuk. Tanah yang banyak mengandung kuarsa - mengabsorbsi ± 30 % radiasi surya yang masuk.

Temperatur tanah lapisan atas selalu berubah-ubah selama 24 jam/hari Lapisan tanah atas sampai kedalaman 50 cm selalu berubah-ubah atau mengalami fluktuasi

Kedalaman > 50 cm sampai 1 meter tidak banyak mengalami perubahan temperatur. Perubahan termperatur tanah - tergantung pada banyaknya panas yang diterima dari matahari. Hal ni dipengaruhi oleh cuaca, bentuk daerah dan keadaan tanah

Faktor-faktor yang mempengaruhi suhu tanah : 1. Faktor iklim / cuaca radiasi surya Keawanan Hujan suhu udara angin kelembaban udara

Faktor-faktor yang mempengaruhi suhu tanah : 2. Keadaan tanah tekstur tanah kadar air tanah kandungan bahan organik warna tanah struktur tanah (pengolahan ddan kepadatan tanah)

Faktor-faktor yang mempengaruhi suhu tanah : 3. Kondisi topografi kemiringasn lereng arah lerreng tinggi permukaan tanah vegetasi

Peranan / pengaruh temperatur tanah Temperatur tanah mempengaruhi aktivitas biologi tanah---- tidak optimal apabila suhu tertentu tidak dapat dipertahankan Tingkat aktivitas optimum dari organisme tanah adalah suhu 18 – 30 0 C Di bawah 10 0 C ---- menghambat perkembangan mikroorganisme dan menghambat pengambilan K oleh tanaman Di atas 40 0 C ---- mikroorganisme tidak aktif, kecuali mikroorganisme tertentu ( mo termophil).

Peranan / pengaruh temperatur tanah Temperatur tanah juga menentukan reaksi kimia dan aktivitas mikroorganisme yang dapat merombak senyawa tertentu menjadi hara tersedia. Mis : proses nitrifikasi ( temperatur optimum ± 30 0 C ) yaitu pada kondisi agak panas

Peranan / pengaruh temperatur tanah Temperatur tanah juga mempengaruhi pelapukan bahan induk tanah Temperatur tanah mempengaruhi perkembangan akar, karena mempengaruhi kelembaban dan aerase tanah Temperatur tanah mempengaruhi pekecambahan biji dan pertunasan menjadi meningkat

Peranan / pengaruh temperatur tanah pertumbuhan tanaman tertentu (jenis berbeda) menghhendaki keadaan temperatur yang cocok Perubahan / fluktuasi suhu dapat diketahui melalui : - pengukuran suhu musiman bulanan - pengukuran suhu harian Untuk penentuan regim temperatur ------- umumnya pengukuran suhu dilakukan pada kedalaman 5, 10, 20, 50 dan 100 cm. Untuk tujuan pertanian dilakukan pengukuran suhu maksimum dan minimum.

Regim Temperatur Tanah --- RTTT RTTMP-RTTMD RTTMP Pergelik Cryik Frigid Isofrigid Boreal Mesik Isomesik Termik Isotermik Hipertermik Isohipertermik < 0 0 – 8 < 8 8 – 15 15 – 22 > 22 > 5 < 5 <5 >5 Rendah > cryic

Regim Temperatur Tanah --- Regim temperatur ----- > penting dalam klasifikasi tanah Di wilayah tropis , biasanya RTTMP – RTTMD ≤ 5 0 C Di wilayah subtropis, RTTMP - RTTMD > 5 0 C

Mengendalikan Temperatur Tanah == Penambahan atau pengurangan air lebih dari tanah akan membantu mengubah temperatur tanah misal : membuat parit-parit draenase pemulsaan 2. Menutupi tanah dengan tanaman Sehingga mengurangi energi yang masuk, serta menahan temperatur tanah yang dikehendaki 3. Pemulsaan Mulsa organik ------- mereduksi temperatur tanah Mulsa plastik -------- meningkatkan temperatur tanah (iklim sedang)

Note : Guna mulsa -- Mengabsorbsi radiasi matahari mereduksi kehilangan panas dari tanah Mereduksi evaporasi air dari permukaan tanah Menjaga kelembaban tanah.

Hubungan suhu tanah denan suhu udara == Suhu udara tinggi -------- suhu tanah juga tinggi Menurut beberapa ahli --- suhu tanah dapat diduga dari suhu udara Soil Survey Staff --- menambah 1 º C terhadap suhu udara Ts = Ta + 1 º C Toy. Kuhaida dan Munson : Ts = 2337 + 0,986 Ta (di daerah tropis Amerika latin) New Hall : Ts = Ta + 2,5 º C ( di daerah tropis Afrika)

Thank You ! Terima Kasih ! Matur Nuwun ! PS MSP FPIK-UB