Water Management Dwi Priyo Ariyanto Sumani Soil Science Department Faculty of Agriculture Sebelas Maret University

HUBUNGAN SIFAT FISIKA TANAH DENGAN AIR

Ruang Pori Mikro (Micropores) Flokulasi + Agregasi Porositas Internal

Pori-pori Mineral 45% Air 25 % Water 25 % organic 5% Padatan

Micro pore  water (moist) Soil particle Clod/Ped/bongkah struktur 1 2 3 4 5 6 Macro pore  air Micro pore  water (moist) Soil particle Clod/Ped/bongkah struktur Infiltration water from rain or irrigation Perkolasi

AIR berada di ………………… dalam ruangan PORI (diantara MATRIKS tanah) Partikel Tanah Ruangan Pori 6.3. Air Tanah

Bagaimana air bisa tinggal dalam ruangan pori ? Diikat oleh partikel (padatan) Diikat oleh gaya adhesi dan kohesi KAPILARITAS

Air mengalir …… Aliran permukaan terjadi karena gaya gravitasi Apakah air selalu mengalir ke bawah ? Aliran permukaan terjadi karena gaya gravitasi gravitasi Foto: M van Noordwijk

Air juga bisa mengalir ke atas . . . . . Menyiram tanaman melalui selokan ……….. Air diberikan lewat selokan Air membasahi permukaan

Kapilaritas Air bisa mengalir naik melalui ruang pori tanah secara kapiler, disebabkan oleh gaya-gaya adhesi dan kohesi

Ukuran-ukuran Pori Tanah dan Fungsinya Garis tengah pori, mm Tegangan matrik yang sesuai, pF Klasifikasi fungsi pori Batas-batas biotik   0.00003 5 Permukaan higroskopis 0.0002 4.18 0.0003 4 Tandon air tersediakan 0.001 0.003 3 0.009 2.53 0.02 Hantaran 0.03 2 Kapiler 0.06 1.7 0.1 Porositas Aerasi 0.3 1 1.0 0.47 Drainase cepat

Potensial Air AIR LARUTAN TANAH AKAR PARTIKEL TANAH PUSAT BUMI osmotik absorpsi AIR AKAR matriks gravitasi PARTIKEL TANAH PUSAT BUMI

Potensial Air - Y Yt = Yg + Ym + Yo • Potensial gravitasi • Potensial matriks Potensial Total • Potensial osmotik Yt = Yg + Ym + Yo

Gaya Kapiler (matriks) h = 0.15/r 2g cos a r r g h = g = tegangan permukaan a = sudut kontak r = jari-jari pipa (pori) r = berat jenis air g = gravitasi Pori yang halus menahan air ditahan dengan energi yang lebih besar

Gaya Osmotik Air mengalir melewati selaput semi-permeabel Na+ K+ Cl- H

Konsep Energi tanah basah tanah kering pori kasar Air mengalir dari energi tinggi ke energi rendah tanah basah tanah kering pori kasar energi H2O lebih tinggi Aliran H2O perbedaan energi bebas menyebabkan pergerakan H2O

Ketinggian air dari rujukan Konsentrasi larutan tanah + Potensial Gravitasi Ketinggian air dari rujukan Rujukan Air murni pada posisi tetap Potensial Osmotik Konsentrasi larutan tanah Level Energi - Potensial Matriks Adesi & kohesi padatan

1 atm = 760 mm Hg = 1020 cm H2O = 1 bar = 100 KPa Konversi Satuan 1 atm = 760 mm Hg = 1020 cm H2O = 1 bar = 100 KPa cm H2O bars kPa pF 300 -0.3 -30 2,5 1.000 -1 -100 3,0 10.000 -10 -1000 4,0 15.000 -15 -1500 4.2 pF = logaritma tekanan air dalam satuan cm H2O

Kadar Air dan Potensial Air Tanah jenuh = jumlah air banyak Potensial rendah Air mudah dilepaskan Tanah kering = jumlah air sedikit Potensial kuat (nilai makin negatif) Air sulit dilepaskan

Klasifikasi lengas tanah berdasar tegangan lengas tanah Kapasitas menahan air maksimum Jumlah air yang dikandung tanah dalam keadaan jenuh, semua pori terisis penuh air. Tegangan lengas tanah = 0 cm H2O, 0 bar atau pF 0 Kapasitas lapang (field capacity) Jumlah air yang terkandung tanah setelah air grafitasi hilang. Tegangan lengas = 346 cm H2O ; 0,3 bar atau pF 2,54 Dipengaruhi oleh : distribusi ukuran partikel/tekstur; struktur; kandungan bo; tipe koloid tanah(humat>humin>fulfat; montmorilonit>vermikulit>mineral transsisi; illit>klorit>kaolinit); jenis kation yang diserap (Na+>K+>Mg++>Ca++)

Klasifikasi lengas tanah ...........lanjutan Titik layu tetap (wilting point) Tingkat kelengasan tanah yang menyebabkan tumbuhan mulai memperlihatkan gejala layu. Tegangan lengas tanah = 15849 cm H2O ; 15 bar ; pF 4,2 Dipengaruhi oleh tekstur (kandungan lempung) Cara pengukurannya : Pengamatan rumah kaca dengan percobaan kelayuan bunga matahari (Helianthus amnus) Pengamatan empiris dengan alat tekan (pressure membrane) pada tekanan 15 atm/ pF 4,2

Klasifikasi lengas tanah ...........lanjutan Koefisien higroskopik Jumlah lengas tanah yang dijerap permukaan partikel tanah dari uap air dalam atmosfer yang berkelembaban kira-kira 100%. Tegangan lengas tanah = 31 bar ; atau pF 4,7 Kering angin Kadar air tanah setelah diangin-anginkan di tempat teduh sampai mencapai keseimbangan dengan kelengasan atmosfer. Tegangan lengas = 106 cm H2O; 1000 bar ; pF 6 Kering Oven Kadar air tanah setelah dikeringkan dalam oven pada suhu 105-110 0C sampai tidak ada lagi air yang menguap (timbangan tetap). Tegangan lengas tanah = 107 cm H2O; 10.000 bar; atau pF 7,0

LENGAS HIGROSKPIS molekul-molekul air yang teradsorbsi dan terabsorbsi zarah tanah setebal satu atau dua molekul air, terikat oleh gaya adhesi air di permukaan tanah yang dipegang antara pF 4,7 dan 7,0 (antara koefisien higroskopis dan kering oven) Tanah disebut Kering Angin/ Kering Udara Tidak dapat dimanfaatkan tanaman Volumenya tergantung pada : sifat koloid tanah (vermi>illit>kaolinit); jenis ion terjerap (Ca>Na); dan kelembaban relatif

LENGAS KAPILER air yang terdapat dalam pori mikro/ kapiler, terikat oleh gaya tegangan permukaan/ kapiler, merupakan selaput lengas yang tak putus-putus menyelimuti zarah-zarah tanah air dalam pori-pori tanah dengan tegangan antara pF 2,54 dan 4,7 (kapasitas lapang dan koefisien higroskopis) Tanah disebut Tanah Lembab Gaya kapiler = gaya kohesi & adhesi

LENGAS GRAVITASI (Air Bebas) air yang diatus oleh gaya gravitasi air dalam kondisi jenuh dan berada diantara pF 0 dan pF 2,54 (diantara jenuh air dan kapasitas lapang) molekul-molekul air tak terikat partikel-partikel tanah dan akan mengalir ke bawah karena gaya berat mengisi sebagian /seluruh pori makro Tanah disebut Tanah Basah

Air Tanah : Klasifikasi & Ketersediaan FISIK BIOLOGI 0.0 - 30 -15 - 0.3 gravitasi kapiler uap tdk tersedia (drainase) tersedia tdk tersedia y (bars)

Hubungan lengas pada tanah 10 20 30 40 50 60 70 Tanah Jenuh 2,7 4,2 4,7 7 Kapasitas Lapang Titik Layu Tanah Kering Angin / Higroskopik Tanah Kering Mutlak Lengas Higroskopis Lengas Kapiler Lengas Gravitasi Air Tersedia Berat lengas tanah (%) pF

Aliran Tidak Jenuh : Pengaruh Tekstur Tanah

Ketersediaan lengas bagi tanaman Pada Titik Layu s.d. Kapasitas Lapang Ketersediaan Optimum ± pada Kapasitas Lapangan bila : >> kap. lapangan ? < titik layu ? kondisi tanah & lengas tanah Tanah kering mutlak  tak ada lengas Tanah kering udara  Lengas higroskopis Tanah lembab  Lengas kapiler Tanah basah  Lengas gravitasi

Hubungan Air Tersedia Dan Tekstur Tanah % KL (air) Lengas gravitasi / Lengas kapiler tertutup Lengas tersedia berlebihan Kadar lengas kapasitas lapang 40 30 Lengas tersedia / Lengas kapiler 20 10 Lengas tak tersedia / Lengas higroskopis Tekstur P PG G L Kasar Halus

JO S PAM Keadaan padat Keadaan gembur (semi plastis) Keadaan plastis Keadaan cair BBW BG BL BC Kering Basah IP

Any Question? Pic. By: Cahyo Proyogo

Materi dapat diunduh di: www.ariyanto.staff.pertanian.uns.ac.id www.ilmutanahuns.wordpress.com

See You Next Class Insya Allah

AIR adalah sahabat kita, AIR selalu dibutuhkan dalam kehidupan kita…TETAPI…… AIR bisa juga tidak bersahabat dengan kita! ………….Kapan?