Program studi ilmu tanah STRUKTUR TANAH Program studi ilmu tanah Jambi Maret 2009

Struktur tanah adalah susunan butir-butir primer tanah dan agregat-agregat primer tanah secara alami menjadi bentuk tertentu yang dibatasi oleh bidang-bidang yang disebut agregat Struktur tanah merupakan sifat fisik tanah yang menggambarkan susunan ruangan partikel-partikel tanah yang bergabung satu dengan yang lain membentuk agregat dari hasil proses pedogenesis. Struktur tanah berhubungan dengan cara di mana, partikel pasir, debu dan liat relatif disusun satu sama lain.

Struktur tanah merupakan sifat fisik tanah yang menggambarkan susunan ruangan partikel-partikel tanah yang bergabung satu dengan yang lain membentuk agregat dari hasil proses pedogenesis Struktur tanah berhubungan dengan cara di mana, partikel pasir, debu dan liat relatif disusun satu sama lain.

Peranan struktur tanah Struktur tanah merupakan sifat tanah yang penting, karena : Mempengaruhi pertumbuhan tanaman berupa : perdaran air, udara dan panas aktivitas jasad hidup tanah, tersedianya unsure hara bagi tanaman, perombakan bahan organic, dan mudah tidaknya akar tanaman menembus tanah.

Peranan struktur tanah : struktur tanah dapat menentukan produktivitas tanah karena mempengaruhi air, udara dan rejim panas di lapangan struktur dapat beroengaruh terhadap mekanika tanah struktur berpengaruh terhadap perkecambahan biji dan pertumbuhan akar struktur dapat berpengaruh terhadap operasi pertanian, seperti : pengolahan tanah, irigasi, drainase, dan pertanaman

Struktur tanah yang baik adalah : Apabila di dalam struktur tersebut terdapat ruang pori yang baik, yaitu terdapat ruang pori di dalam dan di antara agregat yang dapat diisi air dan udara dan sekaligus mantap keadaannya.

UKURAN, BENTUK DAN GENESIS STRUKTUR TANAH Struktur tanah terbentuk dari penggabungan butir-butir primer tanah oleh koloid (koloid liat dan koloid humus) menjadi agregat primer (agregat mikro). Penggabungan agregat agregat primer membentuk agregat sekunder (agregat makro).

Penggolongan struktur berdasarkan ukurannya : agregat mikro , ukuran 0,25 - 0.5 mm agregat makro , ukuran 0,5 – 10,0 mm c. bongkah , ukuran > 10 mm

Bentuk-bentuk struktur tanah : lempeng ------ platy prisma -------- prismatic tiang ---------- columnar kubus ---------- blocky ( angular blocky dan subangular blocky) remah --------- crumb kersai ---------- granular tidak berstruktur butir tunggal ----- loose pejal --------------- massive

Struktur tanah berbutir (granular): Agregat yang membulat, biasanya diameternya tidak lebih dari 2 mm. Umumnya terdapat pada horizon A yang dalam keadaan lepas disebut “Crumbs” atau Spherical. Kubus (Bloky): Berbentuk jika sumber horizontal sama dengan sumbu vertikal. Jika sudutnya tajam disebut kubus (angular blocky) dan jika sudutnya membulat maka disebut kubus membulat (sub angular blocky). Ukurannya dapat mencapai 10 mm.

Lempeng (platy): Bentuknya sumbu horizontal lebih panjang dari sumbu vertikalnya. Biasanya terjadi pada tanah liat yang baru terjadi secara deposisi (deposited). Prisma: Bentuknya jika sumbu vertikal lebih panjang dari pada sumbu horizontal. Jadi agregat terarah pada sumbu vertikal. Seringkali mempunyai 6 sisi dan diameternya mencapai 16 mm. Banyak terdapat pada horizon B tanah berliat. Jika bentuk puncaknya datar disebut prismatik dan membulat disebut kolumner.

butir tunggal sebenarnya bukan struktur, melainkan campuran butir butir tunggal yang kasar tanpa bahan pengikat agregat umumnya dijumpai pada tanah-tanah pasir, pasir berlempung, pasir berdebu struktur pejal (massive), ini juga bukan struktur, tetapi disini kohesinya sangat besar sehingga jadi pejal biasanya dijumpai pada horizon yang lebih dalam atau gumpalan tanah pejal hasil pembajakan

struktur remah dan granular banyak dijumpai pada lapisan olah sangat disukai tanaman struktur tanah yang paling ideal bagi pertanian

Tingkat perkembangan struktur : Tingkat perkembangan struktur ditentukan dari kemantapan atau ketahanannya terhadap tekanan. tanah tidak beragregat, kemantapan = 0 bila kohesi >>>> dkisebut juga pejal bila kohesi tidak ada, disebut butir tunggal struktur tanah lemah, kemantapan = 1 apabila struktur tersentuh mudah hancur struktur sedang, kemantapan = 2 agregat dapat dipecah tidak terlalu sukar struktur kuat/kokoh, kemantapan = 3 struktur agak sukar dipecahkan

Proses pembentukan struktur tanah Gaya-gaya yang manyatukan butir-butir primer ------- agregat mikro : gaya intermolekuler atau gaya Vander Waals dan ikatan hydrogen gaya kapiler yang timbul karena miniskus air gaya kimia, pengaruh kation-kation yang terjerap jika butir-butir primer < 1µ --- flokulasi dapat terjadi langsung, sehingga agregat mikro bisa langsung terbentuk jika agregat > 5 µ --- agregat tidak bisa langsung terbentuk, perlu ada butir-butir halus atau koloid sebagai bahan perekatnya.

Pembentukan agregat makro disebabkan oleh : stabilitasi kimia atau sementasi efek pengeringan yang mempertinggi gaya kapiler pengikatan butir-butir kasar atau agregat mikro oleh bahan koloid tekanan atau tegangan yang secara mekanis diberikan pada tanah

ad.1. stabilisasi kimia -- agregat tanah yang sering terendam air akan lebih stabil daripada agregat yang terbentuk secara normal dengan drainase baik. Pada saat jenuh air, terjadi proses reduksi sehingga ion-ion bivalen larut, ketika tanah menghering terjadi oksidasi Fe+2 Fe+3 , kemudian mengendap berupa Fe(OH)3 , ini merupakan perekat atau semen dalam pembentukan agregat Ca(HCO3) CaCO3 + CO3 + CO2 CaCO3 + H2O CaCO3.6H2O Ca(H2PO4)2 + Ca(OH)2 Ca2H2(PO4)2 + H2O Ca2H2(PO4)2 + Ca(OH)2 Ca3(PO4)2 + 2H2O

Ad2. pengaruh pengeringan (desikasi)  Desikasi menyebabkan butir-butir tanah menjadi berdekatan satu sama lain. Gaya intermolekuler berbanding terbalik dengan pangkat 6 jarak butiran tersebut. Pada pembentukan agregat, peranan air sangat penting. Karena ketika jumlah air berkurang maka lengkungan mineskus air antara dua butir tanah akan meningkat dan menarik keduanya saling berdekatan. Sehingga gaya van der waals akan dominant.

Ad3. Pengikatan butir-butir kasar atau agregat makro oleh koloid Dalam pembentukan struktur, terdapat beberapa mekanisme pengikatan butir butir tersebut diduga yang berkerja dalam tanah, yaitu : 1. ikatan biologi pengikatan butir-butir primer secara biologi dapat terjadi menurut cara berikut : pengikatan secara fisik butir-butir tanah oleh mycelia jamur dan actinomicetes pengikatan secara kimia butir-butir liat melalui ikatan antara bagian positif butir liat dengan gugus negative (carboxyl) senyawa organic yang berbentuk rantai

pengikatan secara fisik butir-butir tanah oleh mycelia jamur dan actinomicetes pengikatan secara kimia butir-butir liat melalui ikatan antara bagian positif butir liat dengan gugus negative (carboxyl) senyawa organic yang berbentuk rantai

pengikatan secara kimia butir-butir liat, melalui ikatan antara bagian negative liat dengan bagian negative (carboxyl) senyawa organik melalui perantaraan kation (Ca, Mg, Fe) dan ikatan hydrogen ikatan secara kimia butir-butir liat melalui ikatan bagian negative liat dengan guugus positif (amina, amida, amino) senyawa organic berbentuk rantai. 21 21 21

Ikatan kimia Pengikatan secara kimia butir-butir liat melalui pengikatan secara kimia butir liat bermuatan negative melalui pertautan kation. Pada peristriwa ini, molekul air yang bersifat bipolar berperan penting. Ketika air menguap, butir- butir liat saling mendekat, ion-ion Ca, Mg, Fe berperan merekat liat-liat yang sudah berdekatan tersebut. Pengikatan secara kimia butir-butir liat melalui bagian positif liat dengan bagian neg atif liat lainnya.

Ada 4 macam ikatan antara partikel yang membentuk agregat : ikatan inter granular yang disebabkan adanya miniskus air , ikatan seperti ini mempunyai kemantapan rendah hanya pada KA kritis kemantapan dianggap baik ikatan inter granular yang disebabkan oleh humus atau liat yang diflokulasikan atau polimer-polimer buatan yang bersifat ionic ikatan pheripherical yang terbentuk dari kapur-semen, micelles bitumen ikatan bersama 2) dan 3) ikatan bersama ini bterjadi jika kadar liatnya tinggi dan mengakibatkan agregat mantap

Karena bermacam-macam tekanan (tekanan osmotik, pengolahan tanah, pertumbuhan akar, pengeringan, dsb) maka partikel liat dapat terorientasikan tegak lurus arah tekanan. Karena ikatan antara partikel tanah merupakan titik lemah dalam agregat, patahan agregat terjadi di titik-titik tersebut, sehingga kemantapan struktur berubah. Jika tanah makin basah, makin mudah re-orientasi partikel-partikel tanah , hal ini disebabkan menurunnya miniskus air tanah. ----- jelaslah bahwa mesin pertanian (alat-alat berat) menyebabkan kemunduran struktur tanah jika tanah tersebut basah.

Umumnya dalam tanah terdapat elektrolit yang cukup untuk memantapkan liat, kecuali pada liat sodium monmorilonit Jika patikel liat dimantapkan dengan baik, maka mikro agregat akan tetap mantap dalam air.---- keadaannya mantap semu Hal ini tidak berlaku untuk liat jenuh sodium---- sodium monmorilonit Monmorilonit yang dimantapkan dengan Ca, Fe atau Al tidak hancur dalam air.

Penyerapan air oleh akar, menyebabkan dehidrasi yang berbeda, penyusutan, dan terbukanya berbagai retakan-retakan kecil Sementara akar terus menyebar dan mati, terutama rambut-rambut akar----- merangsang aktivitas mikroorganisme yang menghasilkan perekat - perekat yang bersifat humik -- sehingga memantapkan agregat tanah. Karena bahan-bahan perekat tersebut bersifat tidak tetap ---- oleh sebab itu BO harus diperbaharui terus dan diberikan secara terus menerus ----- apabila stabilitas agregat harus dipertahankan.

Kemantapan agregat sangat dipengaruhi oleh bahan organic Interaksi BO, sistem pertanaman dan mikroorghanisme dg dgn komponen-komponen mineral Kemantapan agregat sangat dipengaruhi oleh bahan organic bahan organic juga dapat mencegah terjadinya dispersi agregat bahan norganik yang berperan dalam agregasi tanah adalah bahan organic yang aktif, yaiitu yang diaktifkan oleh mikroorganisme dalam mendekomposiusi BO. Humus sebagai hasil dekomposisi BO merupakan ion kompleks yang dapat diabsorpsi secara langsung oleh bagian-bagian mineral dan sangat menurunkan potensial partikel liat 27 27

Perakaran tanaman yang tumbuh juga berperan penting dalam proses proses agregasi . jaringan akar yang luas yang menembus tanah cenderung untuk merangkum agregat-agregat tanah Perakaran mengeluarkan tekanan yang memadatkan agregat dan mempersatukan agregat yang satu dengan yang lainnya yang berdekatan.

Tanaman yang tumbuh rapat dengan system perakaran yang lebat menghasilkan agregat yang stabil. Daun tanaman yang tumbuh rapat, sisa-sisa daun melindungi permukaan agregat terhadap pukulan butir-butir hujan . Agregat sangat peka terhadap daya tumbukan butir hujan pada kondisi terbuka dan sering tanpa adanya pelindung. Sistem bercocok tanam semusim sering merusak agregat tanah. System budidaya yang menghasilkan akar yg terpisah-pisah, hanya menghasilkan pelindung agregat yang kecil, sehingga agregat tanah mudah hancur apabila dipukul butir-butir hujan.

KA saat pengolahan tanah dan penanaman berpengaruh besar terhadap struktur , dipertahankan atau rusak Pengolahan pada tanah sangat basah menyebabkan pelumpuran pengolahan pada tanah sangat kering, memecahkan agregat menjadi debu --- osi perlu KA optimum dalam mengolah tanah.

Aktivitas mikroorganisme—berperan penting terhadap agregasi Yang terpenting adalah mikroorganisme rizosfer, yang berkembang di daerah perakaran tanaman, seperti bakteri atau jamur rizosfer Jamur membentuk jarinngan-jaringan filament yang dikenal sebagai mycelia atau hyphae yang merangkum dan menyatukan agregat tanah.

Bahan tersebut tertahan di permukaan liat dengan cara : Jamur membentuk jarinngan-jaringan filament yang dikenal sebagai mycelia atau hyphae yang merangkum dan menyatukan agregat tanah. Hasil ekskresi dari mo yang mampu mengikat agregat tanah, yaitu melalui polisakarida, hemicelulosa, uronida, serta berbagai polimer alami lainnya. Bahan tersebut tertahan di permukaan liat dengan cara : jembatan kation, ikatan – H, gaya vander waals, dan mekanisme jerapan anion

HUBUNGAN STRUKTUR TANAH DAN TANAMAN Struktur tanah dapat memodifikasi pengaruh tekstur tanah dalam hubungannya dengan kelembaban, porositas, tersedianya unsur hara, kegiatan jasad hidup, dan pertumbuhan akar.

Contoh kasus hubungan struktur tanah dengan produktivitas : Studi kasus di Black land Alabama, Texas USA. Tanahnya mempunyai kandungan liat yang tinggi (60%) . Tanah ini tidak akan produktif jika tidak terjadi perkembangan struktur tanah yang sempurna yang mampu memperbaiki sistem aerase, dan gerakan air di dalam tanah. Pada suatu ukuran partikel tanah tertentu, tanah yang tak berstruktur mempunyai ruang pori lebih besar daripada tanah masif yang mempunyai ruang pori halus lebih banyak.

Tanah yang berstruktur gumpal bersudut (angular blocky) atau remah (crumb) akan menghalangi pengaruh ukuran partikel, namun meningkatkan pori halus dan sedang pada tanah pasir dan meningkatkan pori yang lebih besar pada tanah liat. Struktur tanah merupakan sifat fisik tanah yang menggambarkan susunan ruangan partikel-partikel tanah yang bergabung satu dengan yang lain membentuk agregat dari hasil proses pedogenesis. Struktur tanah berhubungan dengan cara di mana, partikel pasir, debu dan liat relatif disusun satu sama lain.

Di dalam tanah dengan struktur yang baik, partikel pasir dan debu dipegang bersama pada agregat-agregat (gumpalan kecil) oleh liat humus dan kalsium. Ruang kosong yang besar antara agregat (makropori) membentuk sirkulasi air dan udara juga akar tanaman untuk tumbuh ke bawah pada tanah yang lebih dalam. Sedangkan ruangan kosong yang kecil ( mikropori) memegang air untuk kebutuhan tanaman. Idealnya bahwa struktur disebut granular.

Pengaruh struktur dan tekstur tanah terhadap pertumbuhan tanaman terjadi secara langsung. Struktur tanah yang remah (ringan) pada umumnya menghasilkan laju pertumbuhan tanaman pakan dan produksi persatuan waktu yang lebih tinggi dibandingkan dengan struktur tanah yang padat. Jumlah dan panjang akar pada tanaman makanan ternak yang tumbuh pada tanah remah umumnya lebih banyak dibandingkan dengan akar tanaman makanan ternak yang tumbuh pada tanah berstruktur berat. Hal ini disebabkan perkembangan akar pada tanah berstruktur ringan/remah lebih cepat per satuan waktu dibandingkan akar tanaman pada tanah kompak, sebagai akibat mudahnya intersepsi akar pada setiap pori-pori tanah yang memang tersedia banyak pada tanah remah.

Selain itu akar memiliki kesempatan untuk bernafas secara maksimal pada tanah yang berpori, dibandingkan pada tanah yang padat. Sebaliknya bagi tanaman makanan ternak yang tumbuh pada tanah yang bertekstur halus seperti tanah berlempung tinggi, sulit mengembangkan akarnya karena sulit bagi akar untuk menyebar akibat rendahnya pori-pori tanah. Akar tanaman akan mengalami kesulitan untuk menembus struktur tanah yang padat, sehingga perakaran tidak berkembang dengan baik. Aktifitas akar tanaman dan organisme tanah merupakan salah satu faktor utama pembentuk agregat tanah.

Kedalaman atau solum, tekstur, dan struktur tanah menentukan besar kecilnya air limpasan permukaan dan laju penjenuhan tanah oleh air. Pada tanah bersolum dalam (>90 cm), struktur gembur, dan penutupan lahan rapat, sebagian besar air hujan terinfiltrasi ke dalam tanah dan hanya sebagian kecil yang menjadi air limpasan permukaan (longsor). Sebaliknya, pada tanah bersolum dangkal, struktur padat, dan penutupan lahan kurang rapat, hanya sebagian kecil air hujan yang terinfiltrasi dan sebagian besar menjadi aliran permukaan (longsor)

Pembentukan Agregat Menurut Gedroits (1955) ada dua tingkatan pembentuk agregat tanah, yaitu: 1. Kaogulasi koloid tanah (pengaruh Ca2+) kedalam agregat tanah mikro 2. Sementasi (pengikat) agregat mikro kedalam agregat makro.

Faktor yang mempengaruhi pembentukan agregat 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, sedangakan kandungan liat < 30% tidak berpengaruh terhadap agregasi.

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 diserp oleh tnaman tesebut.

4. Organisme tanah Organisme tanah dapat mempercepat terbentuknya agregat. Selain itu juga mampu berperan langsung dengan membuat lubang dan menggemburkna tanaman.Secara tidak langsung merombak sisa-sisa tanaman yang setelah dipergunakan akan dikeluarlan lagi menjadi bahan pengikat tanah.

BLOCKY SUB ANGULAR BLOCKY PLATY PRISMATIC COLUMNAR

Terima Kasih

Tugas….!!!!! 1. Jabarkan peran bahan organik dalam pembentukaqn struktur tanah 2. Jelaskan peranan tanaman secara keseluruhan dalam pembentukan struktur tanah Dikumpulkan tgl 3maret ‘10