STRUKTUR TANAH

Definisi Struktur tanah adalah penyusunan zarah-zarah tanah individual satu terhadap yang lain menjadi suatu pola. Struktur tanah adalah susunan pori-pori tanah kecil, sedang dan besar dalam suatu pola. Struktur tanah bukan merupakan faktor tumbuh tanaman tetapi berpengaruh terhadap semua faktor pertumbuhan tanaman, seperti dalam hal pemasokan air, aerasi, ketersediaan hara, kegiatan mikrobia, penembusan akar dll.

Klasifikasi Struktur Tanah

Klasifikasi menurut bentuk Struktur sederhana/blm berstruktur : bidang belahan alami tidak ada atau kurang jelas Struktur berbutir tunggal : zarah tanah yang lepas-lepas misal pada pasir dan debu Struktur pejal : mirip berbutir tunggal tetapi kompak/mampat  Struktur gabungan/sdh berstruktur : bidang belahan alami jelas Struktur lempeng (platy) Struktur tiang prismatik (prismatic) Struktur tiang (columner) Struktur gumpal bersudut (angular blocky) Struktur gumpal membulat (subangular blocky) Struktur granuler Struktur remah (crumb)

Klasifikasi menurut ukuran agregat Lempeng Tiang Gumpal Remah, Granuler Sangat Halus < 1 mm < 10 mm < 5 mm Halus 1-2mm 10-20 mm 5-10 mm 1-2 mm Sedang 2-5 mm 20-50 mm Kasar 50-100 mm Sangat Kasar > 10 mm > 100 mm > 50 mm

Klasifikasi menurut ukuran pori Karena akar tanaman dan mikrobia hidup di dalam ruang- ruang pori maka klasifikasi struktur tanah menurut ukuran pori sangat penting. Selain itu pori berkaitan dengan aerasi- drainasi, hantaran kapiler dan tandon air 1 2

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

Klasifikasi menurut kemantapan agregat Kemantapan agregat merupakan kemampuan agregat tanah untuk bertahan terhadap pengaruh tetesan air hujan atau pembenaman dalam air. Pengukuran kemantapan agregat dapat dilakukan dengan metode pengayakan basah dan pengayakan kering (kuantitatif) atau dengan metode pembenaman dalam air dan alkohol (kualitatif)

Harkat kemantapan agregat Sangat mantap sekali > 200 Sangat mantap 80 – 200 Mantap 61 – 80 Agak mantap 50 – 60 Kurang mantap 40 – 50 Tidak mantap < 40

Faktor –faktor yang menyebabkan agregasi

1. Lempung dan ion tertukar Lempung membantu pembentukan agregat dengan bekerja sebagai perekat, kemapuan membengkak dan mengerut, sebagai selaput tipis yang menyelimuti agregat kecil. Kation seperti Ca, Mg, dan K bersifat menjojotkan lempung, sedang H dan Na mempunyai pengaruh yang menceraiberaikan

2. Perekat – perekat anorganik Seskuioksida membentuk koloid yang tak balik (irreversible) dan lambat balik (slowly reversible) yang membentuk agregat tanah tahan air, misal tanah latosol (alfisol) Kalsium karbonat juga berperan sebagai perekat

3. Tanaman dan sisa tanaman Tanaman membantu agregasi tanah melalui hasil excresi akar, desakan akar dan CO2 hasil pernafasan, rambut akar, kehilangan air tanah oleh akar, tanaman bagian atas melindungi tanah akibat perubahan suhu, lengas dan tetesan hujan. Sisa tanaman baik akar maupun seresah sebagai BO yang mendorong agregasi dan seresah sebagai pelindung terhadap perubahan suhu dan tetesan air hujan

4. Senyawa organik dan perekat Senyawa organik mendorong agregasi dan memantapkan struktur tanah karena membentuk koloid tak balik atau lambat balik yang berperan sebagai perekat. Senyawa organik dapat digunakan sebagai bahan pembenah tanah (soil conditioner) yang merupakan senyawa karbon rantai panjang yang mengikatkan dengan kompleks pertukaran lempung, contoh bahan pembenah tanah buatan yaitu PVAc (polyvinyl acetat), PVA (polyvinyl alcohol), PAA (polyacrylic acid) dan PAM (polyacrylic amide)

5. Mikrobia Penjojotan lempung umumnya kurang memadai bagi pembentukan agregat yang mantap Ganggang, fungi, aktinomisetes dan bakteri membentuk bahan hidup yang akan mempertahankan pengelompokan zarah tanah yang lebih efektif

6. Binatang Beberapa penelitian menyatakan bahwa sebagian besar humus merupakan hasil metabolik binatang2 kecil seperti cacing tanah, rayap, nematoda, serangga dll Diduga cacing tanah menghasilkan agregat mantap air seberat tubuhnya dalam satu hari sehingga semakin tinggi populasi cacing tanah semakin baik agregasinya

7. Udara Secara fisik peranan udara dalam pembentukan agregat berkaitan dengan tegangan muka dan peledakan udara akibat pembasahan masa tanah Secara kimia udara membantu pengendapan koloid Fe dan Al, kandungan CO2 dalam udara tanah akan mengikat Ca yang merupakan perekat agregasi Secara biologi udara tanah diperlukan bagi pernafasan akar dan mikrobia

8. Suhu Pengaruh suhu sebagian besar bersifat tidak langsung Secara fisik pengaruh suhu terhadap struktur berkaitan dengan gerakan uap, pembekuan dan pencairan, Secara kimia suhu mempengaruhi kecepatan reaksi yang berkaitan dengan perombakan bahan organik dan pelapukan mineral Secara biologi suhu berpengaruh pada tanaman dan mikrobia Suhu sebagai faktor iklim banyak berpengaruh terhadap struktur tanah

9. Desakan Desakan mempengaruhi struktur tanah melalui pembengkakan dan pengerutan, desakan akar, pembekuan, alat pertanian dan berat tanah itu sendiri

10. Air Air berperan dalam pembentukan struktur tanah dengan cara Pembengkakan dan pengerutan lempung Tegangan muka Pendinginan dan pembekuan secara cepat Air merupakan persyaratan hidup bagi mikrobia dan tumbuhan Air sebagai faktor iklim

Struktur tanah yang dikehendaki tanaman Dari segi pertanian, struktur tanah yang terbaik adalah struktur yang memberikan hasil tanaman tertinggi. Mutu struktur dapat dinyatakan dalam porositas, agregasi, permeabilitas dan kekohesifan.

Porositas Pori besar menyediakan kemudahan infiltrasi, aerasi dan drainasi, pori sedang memberikan kemudahan bagi penghantaran air, pori kecil sebagai tandon air yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman Agregat seyogyanya tersusun dengan distribusi ukuran pori makro dan pori mikro yang seimbang dan mempunyai kemantapan agregat yang tinggi

Agregasi Agregat seyogyanya tersusun dengan distribusi ukuran pori makro dan pori mikro yang seimbang dan mempunyai kemantapan agregat yang tinggi  yaitu agregat yang mempunyai sumbu vertikal sama atau lebih tinggi daripada sumbu horisontalnya, ujungnya tumpul (bulat), berukuran pasir atau kerikil dan agregat tahan terhadap daya rusak oleh air

Permeabilitas Permeabilitas yang dikehendaki adalah kondisi struktur yang dapat mengembangkan tanaman, yaitu : kapasitas infiltrasi besar, kapasitas perkolasi sedang dan pertukaran udara cukup

Kekohesifan Kekohesifan tanah berubah – ubah sesuai dengan kandungan lengas, kekohesifan yang dikehendaki adalah kondisi struktur yang menjamin tingkat kelengasan yang dibutuhkan tanaman dalam kurun waktu yang lama. Tanah bersifat gembur tetapi tidak terlalu longgar, bongkah tanah memiliki kokohesifan tinggi yang tahan terhadap perusakan oleh air.

Mengukur struktur tanah Pengukuran Struktur tanah dapat dilakukan secara kualitatif maupun kuantitatif

Secara kualitatif Dibuat profil tanah kemudian diamati bentuk agregat, ukuran dan derajat kemantapan agregatnya. Kemantapan agregat dapat diuji dengan mengambil bongkah tanah kemudian direndam dalam air dan alkohol, menyiramkan air pada permukaan tanah dapat diketahui permeabilitasnya, dengan alat penetrometer dapat diketahui kekohesian tanahnya

Secara kuantitatif Distribusi ruang pori dapat ditentukan dengan menjenuhi sampel tanah dengan air kemudian mengusir air tsb dengan tegangan yang semakin meningkat, sampai kapasitas lapang Porositas total tanah dapat dihitung dari pengukuran berat volume dan berat jenis tanahnya, Distribusi agregat dapat ditentukan dengan cara pengayakan kering, Kemantapan agregat dapat diukur dengan pengayakan basah, Permeabilitas tanah dapat diukur dengan permeameter, Derajat pengerutan dapat diukur dengan berat volume tanah basah dan berat volume tanah kering mutlak

BERAT VOLUME (BV)/KERAPATAN MASSA (BULK DENSITY) Adalah perbandingan antara berat tanah kering dengan volume tanah termasuk pori-pori tanah (gr/cm3) Umumnya BV tanah berkisar 1,0 – 1,6 gr/cm3 BV tanah dapat untuk menghitung berat tanah dan kebutuhan pupuk 1 cm Ruang Pori 1 cm 0,5 cm Ruang padatan 1 cm Misal BV = 1 gr/cm3

BERAT JENIS (BJ) /KERAPATAN ZARAH (PARTICLE DENSITY) Adalah berat tanah kering per satuan volume partikel- partikel padat tanah (tidak termasuk pori-pori tanah) Berat jenis tanah kurang lebih 2,6 gr/cm3 Seperti gambar diatas maka : BJ = 1 gr/0,5 cm3 = 2 gr/cm3 (karena tanpa ruang pori) Porositas total tanah = ( 1 – BV/BJ) x 100 % sedangkan Pori mikro : KL Kap. Lapang x BV Pori makro : Porositas total - Pori mikro

Mengelola struktur tanah

Tujuan Dari segi pertumbuhan tanaman tujuan pengelolaan struktur tanah adalah agar porositas, agregasi dan permeabilitas tanah tetap dlm kondisi optimum sampai jeluk perakaran tanaman Dari segi pelestarian tanah, tujuan pengelolaan struktur tanah adalah untuk mengurangi kerusakan oleh air dan angin, meningkatkan kapasitas infiltrasi dan perkolasi sehingga run-off dan erosi minimum

Pendekatan dasar Untuk mencapai tujuan tersebut perlu dilakukan pengaturan lengas, aerasi, konsistensi tanah, memperdalam tanah produktif, dan mencegah erosi

Metode Metode untuk mendapatkan struktur tanah yang dikehendaki diantaranya dengan penggunaan lahan secara tepat, meningkatkan pertumbuhan tanaman, penambahan bahan organik, pemupukan, pengolahan tanah , perbaikan lapisan bawah (sub soil), pemulsaan, perbaikan drainasi, irigasi, perlindungan terhadap tetesan hujan, dan penambahan bahan pembenah tanah. Pengelolaan struktur tanah sampai kedalaman 20-30 cm hendaknya kaya pori non kapiler, agreratnya tahan air, dapat mengatuskan kelebihan air dengan baik, mempunyai ruang pori bagi masuknya udara

TUGAS Jika diketahui berat volume tanah (BV) = 1,1 gr/cm3, tebal lapisan tanah 20 cm. Hitunglah berapa berat tanah dengan luas 1 ha Jika diketahui berat jenis tanah 2,5 gr/cm3, berapa porositas total tanah Dalam suatu penelitian tentang pengaruh pupuk urea terhadap hasil tanaman cabe dibutuhkan pot dengan isi 10 kg tanah (BV = 1,1 gr/cm3). Dosis pupuk urea adalah 200 kg/ha. Hitunglah berapa gram kebutuhan pupuk urea untuk setiap pot ? Catatan : no 1, 2 dan 3 saling berkaitan

1. Luas 1 ha = 10.000 m2, Tebal lap. tanah = 20 cm (0,2 m), BV = 1,1 gr/cm3 = 1,1 kg/dm3 = 1,1 ton/m3 Berat tanah per ha = luas x dalam x BV Berat tanah per ha = 10.000 m2 x 0,2 m x 1,1 ton/m3 = 2200 ton 2. BJ = 2,5 gr/cm3 Porositas total tanah = (1 – BV/BJ) x 100 % Porositas total tanah = (1- 1,1gr/cm3/2,5gr/cm3) x 100 % Porositas total tanah = ( 1 – 0,44) x 100 % = 56 %

3. Berat tanah per pot = 10 kg, BV 1,1 gr/cm3, dosis pupuk urea 200 kg/ha = 200.000 gr/ha, berat tanah 2200 ton/ha = 2.200.000 kg/ha Kebutuhan pupuk urea/pot = berat tanah per pot / berat tanah per ha X dosis pupuk urea Kebutuhan pupuk urea/pot = 10 kg / 2.200.000 kg x 200.000 gr = 0,909091 gr Jika dosis dihitung berdasarkan jumlah tanaman per ha dan jarak tanam cabe 75 cm X 60 cm atau 0,75 m X 0,6 m Maka populasi tanaman per ha = 10.000 m2 / (0,75 m x 0,6 m) = 10.000/0,45 = 22.222 tanaman Dosis pupuk per tanaman = 200.000 gr / 22.222 tanaman = 9 gram / tanaman.