Tanah Tdk Tergenang dan Tanah Tergenang

Presentasi berjudul: "Tanah Tdk Tergenang dan Tanah Tergenang"— Transcript presentasi:

1 Tanah Tdk Tergenang dan Tanah Tergenang
Dr. Ir. Hamidah Hanum, MP.

2 SISTEM PERTANIAN Jenis-jenis sistem Pertanian : Sistem ladang
Sistem tegal pekarangan Sistem sawah Sistem perkebunan Sistem pertanian berkelanjutan ≈ sustainable agriculture : Sistem Pertanian organik Agroforestry : Agrosilvikulture, silvofishery, agropasture, silvopasture, karet nenas

3 Sistem Sawah Sawah adalah lahan usahatani yang secara fisik permukaan tanahnya rata, dibatasi oleh pematang, dapat ditanami padi dan palawija / tanaman pangan lainnya. Sawah Irigasi Sawah Irigasi Teknis Sawah Irigasi Setengah Teknis Sawah Irigasi Sederhana Sawah Tadah Hujan Sawah Surjan Sawah Pasang surut Sawah Reklamasi lahan pasang surut Sawah Reklamasi lahan bukan pasang surut Sawah Bukaan Baru

4 Penjelasan Istilah Sawah Irigasi Sawah Irigasi adalah sawah yang sumber air utamanya berasal dari air irigasi. Sawah Irigasi Teknis Sawah yang memperoleh pengairan dimana saluran pemberi terpisah dari saluran pembuang agar penyediaan dan pembagian irigasi dapat sepenuhnya diatur dan diukur dengan mudah. Jaringan seperti ini biasanya terdiri dari saluran induk, sekunder dan tersier. Saluran induk, sekunder serta bangunannya dibangun, dikuasai dan dipelihara oleh Pemerintah. Sawah Irigasi Setengah Teknis Sawah berpengairan teknis akan tetapi pemerintah hanya menguasai bangunan penyadap untuk dapat mengatur dan mengukur pemasukan air, sedangkan jaringan selanjutnya tidak diukur dan dikuasai pemerintah.

5 Penjelasan Istilah Sawah Irigasi Sederhana Sawah yang memperoleh pengairan dimana cara pembagian dan pembuangan airnya belum teratur,walaupun pemerintah sudah ikut membangun sebagian dari jaringan tersebut (misalnya biaya membuat bendungannya) Sawah Tadah Hujan Sawah tadah hujan adalah sawah yang sumber air utamanya berasal dari curah hujan. Sawah Sistim Surjan Sawah sistim surjan adalah sawah yang sumber air utamanya berasal dari air irigasi atau air reklamasi rawa pasang surut dan bukan pasang surut (lebak) dengan sistim tanam padi dan palawija / hortikultura yang ditanam pada tabukan dan guludan. Sawah Pasang Surut Sawah yang pengairannya tergantung pada air sungai yang dipengaruhi oleh pasang surutnya air laut.

6 Penjelasan Istilah Sawah Reklamasi Rawa Pasang Surut Sawah reklamasi rawa pasang surut adalah sawah yang sumber air utamanya berasal dari reklamasi rawa pasang surut. Sawah Reklamasi Rawa Bukan Pasang Surut (Lebak) Sawah reklamasi rawa bukan pasang surut (Lebak) adalah sawah yang sumber air utamanya berasal dari reklamasi rawa bukan pasang surut (lebak). Sawah Lainnya Seperti lahan sawah lebak, polder, dan rawa-rawa yang ditanami padi atau rembesan dan lain-lain. Pembukaan Lahan / Sawah Baru adalah suatu usaha penambahan baku lahan pertanian pada berbagai tipologi lahan seperti lahan irigasi, pasang surut dan tadah hujan yang sedapat mungkin terdapat dalam satu hamparan yang memenuhi norma, kriteria, standar teknis dan prosedur yang telah ditetapkan.

7 Tanah Tdk Tergenang dan Tanah Tergenang
Dr. Ir. Hamidah Hanum, MP.

8 Iklim kering : CH rendah
Pengertian Lahan kering adalah hamparan lahan yg tdk pernah digenangi atau tergenang air pd sebagian besar waktu dlm setahun Penyebaran lahan kering berdasarkan agroklimat 1. Dataran rendah adalah hamparan lahan yg berada pd ketinggian m dpl. 2. Dataran tinggi adalah hamparan lahan yg berada pd ketinggian > 700 m dpl. Iklim Basah : CH Tinggi, tanpa musim Kemarau yg jelas Iklim kering : CH rendah Musim Kemarau panjang Defisit air

9 Keragaman Faktor pembentuk tanah di Indonesia : Iklim, relief, batuan/bahan induk
Bahan induk tanah merupakan faktor pembentuk tanah yang paling dominan pengaruhnya terhadap jenis dan karakter tanah yg terbentuk dan potensinya utk pertanian

10 Kendala sifat tanah di lahan kering
Iklim Basah Iklim Kering Ketersediaan air terbatas,evaporasi tinggi Masalah alkalinitas, salinitas Keseimbangan hara terganggu Peka terhdp erosi Waktu tanam pendek Tanah liat retak-retak di musim kemarau shg mengganggu perakaran Tanah : Ultisol dan Oxisol pH rendah miskin hara Kadar BO rendah Fe dan Mn tinggi Al sgt tinggi Peka erosi Efisiensi pemupukan rendah (N dan K mudah tercuci, fiksasi P oleh AL,Fe)

11 Tanah tdk tergenang ≈ tanah tegalan
ANDISOL ALFISOL OKSISOL

12 Tanah tdk tergenang ≈ tanah tegalan
ANDISOL ENTISOL INCEPTISOL

13 SIfat Tanah Tdk Tergenang : Inceptisol
Sifat Fisik Warna tanah coklat-kelabu terang BD sedang Tekstur lempung berpasir-lempung berliat Gumpal agak bersudut Konsistensi gembur-teguh Sifat Kimia pH tanah : masam – agak masam Kejenuhan Al rendah Ketersediaan hara N,P sedang-tinggi Kejenuhan basa: sedang - tinggi Kadar bahan org. tanah: sedang - tinggi KTK sedang - tinggi Potensi kesuburan Inceptisols dinilai rendah sampai tinggi.

14 SIfat Tanah Tdk Tergenang : Ultisol
Sifat Fisik Warna tanah kelabu cerah-merah kekuningan-kuning Kandungan liat tinggi BD tinggi Tekstur berat (berliat) Struktur: gugat kuatng mpal-gumpal bersudut Agregat kurang stabil Permeabilitas rendah Sifat Kimia pH tanah rendah: Kejenuhan Al tinggi Ketersediaan hara rendah Kejenuhan basa rendah Kadar bahan org. rendah KTK rendah Potensi kesuburan Ultisols dinilai sangat rendah sampai rendah.

15 SIfat Tanah Tdk Tergenang : Andisol
Sifat Fisik Warna tanah hitam kelam Sangat berporous Kerapatan lindak: rendah Tekstur : berlempung Struktur: remah Porositas, permeabilitas dan stabilitas agregat tinggi Sifat Kimia pH tanah sedang Mengandung mineral amorf: alofan dan imogolit Fiksasi P dan air tinggi Kaya akan unsur hara Kejenuhan basa dan KTK tidak tetap Bermuatan variabel Kadar bahan org. tinggi Potensi kesuburan Andisols dinilai sedang sampai tinggi.

16 SIfat Tanah Tdk Tergenang : Oksisols
SIFAT FISIK - Oksisols termasuk tanah bertekstur liat sampai liat berat yang kandungan fraksi liatnya sangat tinggi. - Tanah yg sdh mengalami pelapukan yg sgt lanjut, penampang tnh dlm-sgt dlm, bertekstur liat dg warna merah gelap sampai kuning, dan kandungan oksida-oksida Fe dan Al relatif, kandungan mineral dpt lapuk (sbg cad hara) sedikit SIFAT KIMIA Reaksi tanah bervariasi dari sangat masam - masam. Kandungan bahan organik lapisan atas yang sedikit agak tebal dari Ultisols sebagian rendah dan sebagian lagi sedang sampai tinggi, Kandungan P dan K potensial di lapisan atas dan bawah sangat rendah, jumlah basa dapat tukar sangat rendah, KTK rendah dan KBnya sangat rendah, Potensi kesuburan tanahnya sangat rendah sampai rendah dan sebagian lagi dinilai rendah sampai sedang.

17 LAHAN RAWA = lahan basah yang setiap waktu dipengaruhi oleh pasang surutnya air laut
Tipe luapan lahan rawa : tipe A : Lahan selalu tertutupi air pasang, baik pasang besar maupun pasang kecil Tipe B : Lahan hanya tertutupi oleh pasang besar saja, tetapi tidak terluapi oleh pasang kecil/pasang harian Tipe C : Lahan tidak terluapi oleh pasang air laut, tetapi air tanah berada <50 cm dari permukaan tanah Tipe D : Lahan tidak terluapi oleh air pasang besar, air tanah berada >50 cm dari permukaan tanah 4 tipologi lahan rawa: 1. lahan potensial 2. lahan sulfat masam 3. lahan gambut 4. lahan salin

18 Tanah tergenang : Tanah sawah
Tanah sawah = Tanah yg digunakan utk budidaya padi sawah Proses penggenangan: Lahan diratakan, dibuat pematang, dilumpurkan (dicangkul & dihaluskan dlm jenuh air), digenangi air selama 4-5 bln, Didrainase dan pengeringan saat panen Digenangi kembali setelah interval waktu ttt Ciri khas Tanah sawah : Terdapat lapisan oksidasi di bawah lapisan air setebal cm Di bawah lapisan oksidasi terdapat lapisan reduksi cm dan Diikuti lapisan tapak bajak yg kedap air Perakaran tanaman padi sebagian besar berkembang di lapisan reduksi dan di sekitar rhiszosfernya membentuk zona oksidatif

19 Tanah Sawah                               

20 Efek Penggenangan: sifat fisika tanah
Pelumpuran: penghancuran agregat tanah menjadi lumpur Kemantapan agregat tanah menurun sebagai akibat penggembungan, penghidratan, dan peningkatan kelarutan beberapa bahan perekat Mineral Montmorillonit mengembang dan perekatnya mengalami perubahan karena Penghidratan besi dapat tereduksi dan oksida mangan serta bahan organik, Proses ini mengakibatkan juga pembebasan ion amonium (yang tertambat di antara kisi lapisan silikat) ke larutan tanah. Perubahan Porositas: pori-pori makro hilang. porositas kapiler meningkat sekitar 223% sehingga air dapat masuk dengan leluasa. Perubahan Kerapatan Lindak . Setelah pelumpuran, bobot jenis tanah menurun tetapi dengan berjalannya waktu tanah yang terlumpurkan meningkat kerapatan lindaknya pada waktu masih tergenang, mungkin disebabkan pengendapan liat yang berjalan lambat. Namun apabila dikeringkan, tanah yang dilumpurkan mengerut dan kerapatan lindak meningkat.

21 Efek penggenangan terhadap sifat kimia tanah
Reaksi oksidasi menjadi reaksi reduksi Perubahan pH tanah Transformasi Nitrogen Transformasi Fe Transformasi Mn Ketersediaan hara P meningkat Ketersediaan kation tak tereduksi meningkat

22 1. Reaksi oksidasi menjadi reaksi reduksi
Jk tanah digenangi, persediaan oksigen menurun hingga mencapai nol Mikroba aerob menjadi tdk aktif mikroba anaerob berkembang cepat dan merombak bo tanpa menggunakan oksigen dan sebagai gantinya menggunakan komponen tnh (nitrat, Mn, Fe, sulfat) sebagai penangkap elektron menurut urutan termodinamika Ta hap Eh7 (mV) Reaksi 1 2 3 4 5 6 7 800 430 410 130 180 200 244 -490 O2 + 4H+ + 4e  2 H2O 2NO H+ + 10e  N2 + 6H2O MnO2 + 4H+ + 2e  Mn2+ + 2H2O Fe(OH)3 + 3H+ + e  Fe2+ + 3H2O As.org. + 2H+ +2e  alkohol SO42- + H+ + 2e  SO H2O CO2 + 8H+ + 8e  CHa + 2 H2O SO H+ +6e  S H2O Reaksi reduksi utama pd tnh tergenang

23 2. Perubahan pH tanah Jika Tanah masam digenangi maka pH tanah akan naik Fe(OH)3 + 3H+ + e  Fe(OH)2 + OH- peningkatan pH tdk linier krn reduksi Fe3+ semakin berkurang dan berhenti pd pH ~ 5.9 Nilai pH stabil setelah bbrp minggu setelah penggenangan Jika tanah bereaksi basa digenangi maka pH tanah akan turun CO2 + H2O  H2CO3  H++ HCO3- penurunan pH tdk linier dan stabil pd pH ~ 6

24 3. Transformasi Nitrogen
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            

25 3. Transformasi Nitrogen
Pada lapisan oksidasi : NH4+ mengalami nitrifikasi menjadi NO3- NO3- bersifat sgt mobil shg turun ke lapisan reduksi mellui difusi /pergerakan air Pada lapisan reduksi : NH4+ stabil (mineralisasi N-org berhenti pd tahap amonifikasi NO3- mengalami denitrifikasi menjadi gas N2 (pd Eh mV) 2NO H+ + 10e  N2 + 6H2O NH4+ terkumpul pada lapisan reduksi di larutan tnh dan di permukaan koloiid (NH4-dd) Kenaikan NH4+ tergantung pada kadar bahan organik tanah, kecuali pada Andept (BO 6.2%, laju mineralisasi rendah) NH4+ -dd dpat berpindah ke larutan tanah melalui pertukaran dgn Fe2+

26 Penyediaan unsur N pd tanah sawah berasal dari:
1. Nitrogen –NH4+ dan –NO3- yg telah ada ketika tnh digenangi 2. N berasal dari mineralisasi bahan organik dalam keadaan tergenang 3. N yang difiksasi oleh ganggang dan bakteri heterotrofik 4. N yang berasal dari pupuk

27 5. Transformasi Fe 4. Transformasi Mn
Kelarutan senyawa Fe3+ meningkat tajam setelah 4 minggu penggenangan karena tereduksi menjadi Fe2+ yg lebih larut Kenaikan Fe2+ sgt tinggi (> 300 ppm) terjadi pd tnh masam (pH 4.6) dgn kadar bahan organik yg tinggi (>2.7%) Reduksi besi mrpkn reaksi terpenting krn dpt menaikkan pH, meningkatkan P-tersedia, menggati kation dr permk. koloid Kelarutan senyawa Mn4+ meningkat tajam setelah 4 minggu penggenangan karena tereduksi menjadi Mn2+ yg lebih larut Selanjutnya menurun scr berangsur karena mengendap dlm btk MnCO3 Pada tanah masam dan BO yg tinggi: puncak Mn 2+ -larutan tnh 90 ppm dan turun hingga stabil pd 10 ppm Penggenangan menghilangkan keracunan Mn di tnh masam krn Kelarutan senyawa Mn4+ menurun jika pH mencapai 7.0 Ion Fe2+ dan Mn2+ dl larutan tnh dpt bergerak menuju penampang tnh yg teroksidasi membtk endapan Fe3+ oksida dan Mn4+ oksida dl btk nodul atau konkresi

28 6. Ketersediaan Fosfor Peningktan P-tersedia ditentukan: kadar P-potensial, -kadar besi tanah, tingkat kekristalan senyawa besi, bahan organik tanah Perubahan fraksi P-anorganik pd tanah masam tergenang: Fraksi P-reductan soluble dan Ca-P turun tetapi fraksi Fe-P naik Penggenangan tanah masam meningkatkan P-tersedia, karena: Reduksi ferifosfat menjadi ferofosfat yg lebih larut Pelarutan senyawa P-reductan soluble Hidrolisis Fe-P (mineral strengite) dan Al-P (mineral vivianit) Mineralisasi P-organik Meningkatnya difusi H2PO4 pd volume larutan tnh yg lebih besar

29 6. Ketersediaan Fosfor Peningktan P-tersedia ditentukan: kadar P-potensial, -kadar besi tanah, tingkat kekristalan senyawa besi, bahan organik tanah Perubahan fraksi P-anorganik pd tanah masam tergenang: Fraksi P-reductan soluble dan Ca-P turun tetapi fraksi Fe-P naik Penggenangan tanah masam meningkatkan P-tersedia, karena: Reduksi ferifosfat menjadi ferofosfat yg lebih larut Pelarutan senyawa P-reductan soluble Hidrolisis Fe-P (mineral strengite) dan Al-P (mineral vivianit) Mineralisasi P-organik Meningkatnya difusi H2PO4 pd volume larutan tnh yg lebih besar

30 7.Transformasi Sulfur 8. Kation tdk tereduksi
Jk tnh sangat tereduksi/tergenang terus menerus dlm waktu lama (Eh <-200mV) dan kadar bahan organik sgt tinggi maka ion SO42- direduksi menjadi SO32- dan selanjutnya menjadi S2- oleh bakteri Desulfovibrio Jk juga terdapat kadar ion Fe tinggi, mk sebagian besar S2- mengendap dl btk FeS Jk kandungan Fe sgt rendah mk terbtk H2S yg berefek toksik pd tan. padi Ion K+, Ca2+, Mg2+, Na+ sdh dlm keadaan tereduksi dan tdk dipengaruhi oleh reaksi reduksi secara langsung Jk kadar NH4+, Fe2+, Mn2+ sgt tinggi, mk akan mempertukaran ion K+, Ca2+, Mg2+, Na+ pd kompleks pertukaran (btk dd) Peningkatan K+-larutan tnh berkaitan dgn kadar Fe2+, Mn2+ yg tinggi di larutan tnh

31 8. Kation tdk tereduksi Penggenangan meningkatkan ketersediaan Boron (B), Tembaga (Cu), molibdenum (Mo) Kadar Si(OH)4-larutan meningkat pada awal penggenangan kemudian menurun Peningkatan Si disebabkan pelepasan Si mlli proses reduksi oksida besi dan pengaruh CO2 terhadap alumiosilikat Boron (B), Tembaga (Cu), molibdenum (Mo) dan seng (Zn) tdk mengalami reaksi oksidasi-reduksi Tetapi secara tdk langsung dipengaruhi oleh perubahan pH, reduksi besi dan senyawa pembentuk kelat. Perpanjangan waktu penggenangan menurunkan ketrsediaan Zn (krn naiknya pH atau terbtk Zn-P)

32 Jo = tanpa jerami, J1= abu jerami, J2= jerami dicincang, J3=kompos jerami
Gambar 4. Interaksi Jerami Padi dengan Masa Inkubasi terhadap P-Tersedia