DASAR ILMU TA AH Semester genap 2009/2010
Materi 02: Pembentukan Tanah
Konsep Pembentukan Tanah
model faktor pembentuk tanah (state (state factor model) model)
paling banyak digunakan dalam kajian ilmu tanah, dan berperan penting dalam penelitian ekosistem (struktur dan fungsi), geomorfologi dan geografi.
Faktor Pembentuk Tanah
Konsep Pembentukan Tanah
model proses terbuka
tanah merupakan sistem yang terbuka sewaktu--waktu tanah dapat menerima tambahan bahan dari sewaktu luar (input), atau kehilangan bahanbahan-bahan yang telah dimilikinya (output (output). ).
Input: hasil pelapukan bahan induk, endapan baru, air hujan/irigasi, sisa sisa--sisa tanaman, energi dari sinar matahari. Output: erosi tanah, penguapan air, penyerapan unsur hara oleh tanaman, pencucian, pancaran panas.
Selain itu di dalam tanah sering terjadi pemindahan bahan tanah dari lapisan atas ke lapisan bawah atau sebaliknya (disebut translokasi dalam solum).
Tanah sebagai Sistem Terbuka
Faktor Pembentuk Tanah
5 faktor pembentuk tanah Bahan induk (p) (tekstur, struktur, komposisi kimia dan mineral) Iklim (cl) (suhu dan curah hujan) Topografi / relief (r) Organisme (o) (vegetasi dan herwan; termasuk manusia) Waktu (t) “Tanah adalah produk dari iklim, organisme organisme,, dan topografi yang mempengaruhi bahan induk dalam jangka waktu tertentu”
Faktor Pembentuk Tanah Agen, gaya, atau kondisi yang telah, sedang, atau akan mempengaruhi pembentukan tanah Faktor
fungsi
Yang terbentuk jika faktor lain dapat diabaikan
Iklim
Climosequence
Organisma
Biosequence
Bahan Induk
Lithosequence
Topografi
Toposequence
Waktu
Chronosequence
Lain-lain
BAHA I DUK K-feldspar Kwarsa
* * *
Tanah yg terbentuk
Granit
Rhyolit
Syenit
Trachyt
Granodiorit
Dacit
Tekstur kasar Masam Unsur Hara
Plagioklas
* * + + + + +
Diorit
Andesit
Piroksin
+ + + + + + + + + + Olivin + + + + + + + + + +
Gabro Peridotit Dunit
Basalt
Tekstur halus Basa Unsur Hara
Volcanic Ash
Andisols
Bahan Induk Lain Bahan Induk Terangkut: Prinsip Erosi dan Pengendapan
Bahan diendapkan air
Aliran air partikel tanah dan fragmen batuan (sedimen) Jika air mengalir cepat maka membawa partikel besar dan sedimen lebih banyak. Jika aliran menjadi lambat, partikel besar diendapkan dulu. Endapan Aluvial: Terbentuk akibat aliran air terhenti shingga sedimentasi terjadi cepat, banyak terjadi di daerah pegunungan, air dan semi arid. Dataran banjir dan Teras: Teras mencerminkan sisa dataran banjir yang lebih tua, aliran sungai telah memotong menjadi dataran banjir baru dalam bentuk teras. Delta: Terbentuk jika sedimen halus yang dibawa sungai diendapkan pada daerah perairan yang luas (misal danau) danau) tanah subur.
Colluvium: bahan diendapkan akibat gravitasi, pada lereng curam; tanah longsor
Bahan Induk Tanah
Iklim Temperatur dan curah hujan adalah unsur iklim yang laing mempengaruhi sifat tanah Temperatur Temperatur:: Perubahan temperatur dapat menyebabkan retaknya batuan (pelapukan batuan) Temperatur langsung mempengaruhi jumlah bahan organik yang dihasilkan. Produksi bahan organik meningkat dengan meningkatnya temperatur asalkan cukup hujan untuk pertumbuhan tanaman Meningkatnya temperatur jika meningkatkan kecepatan dekomposisi bahan organik
IKLIM
SUHU
Merupakan faktor yang paling aktif dalam proses pembentukan tanah, mempengaruhi reaksi kimia, dan aktivitas flora dan fauna Reaksi cepat (fisik) Pelapukan mekanik cepat Proses kehilangan lambat Perkembangan terhambat
Reaksi cepat (kimia fisik) Pelapukan kimia / mekanik cepat Proses kehilangan cepat Perkembangan cepat
Reaksi lambat Pelapukan mekanik lambat Proses kehilangan lambat Perkembangan terhambat
Reaksi lambat Pelapukan kimia cepat Proses kehilangan cepat Perkembangan agak cepat
CURAH HUJA
Curah hujan Curah hujan mempengaruhi pelapukan dan jumlah serta dekomposisi bahan organik a.
Jika curah hujan meningkat kecepatan erosi juga meningkat
b.
Jika curah hujan meningkat, produksi bahan organik juga meningkat asalkan temperatur cukup tinggi untuk pertumbuhan tanaman
c.
Jika curah hujan cukup untuk menggenangi tanah, dekomposisi bahan organik akan terhambat karena kurangnya oksidasi
% kadar garam
Basah - Panas % kadar garam
Kering - Panas
Iron and Al-oxide Rich
Iklim Tropis Curah hujan tinggi Suhu tinggi Pelapukan batuan/mineral cepat Penambahan bahan organik cepat, demikian juga dekomposisinya Pencucian unsur hara relatif tinggi
Oxisols Basah- Panas
Topografi Komponen topografi 1. Lereng (slope) – sudut permukaan lahan 2. Tinggi (Height) – berapa tingginya dari sungai 3. Arah (direction) lereng Lereng: % lereng = jarak vertikal x 100 / jarak horizontal Lereng Curam ( > 15%), Limpasan permukaan (run(run-off) Erosi meningkat jika lereng makin curam Tanah memilki horizon A dan B tipis
Lereng datar, datar, 00-5%, Sedikit limpasan permukaan, banyak infiltrasi Erosi kurang Tanah umumnya lebih tebal Horizon A dan B cukup tebal, terjadi pencucian
Tinggi (elevasi) Elevasi, ketinggian diatas perairan, dapat membantuk mengendalikan drainase. Elevasi mempengarhui kelembaban tanah
TOPOGRAFI Bandingkan Kondisi air Suhu Aliran air Erosi Pelapukan
A Tropudult
B Tropudalf - ---C
Aquept/Aquent
ORGA ISMA Fungsi Sumber bahan organik tanah
Jumlah dan macam
Pembentukan humus Sifat fisiko-kimia tanah Peredaran Unsur Hara Perkembangan struktur tanah Dekomposisi Bahan Organik
Kondisi iklim
Flora Fauna
Suasana fisiko-kimia Vegetasi lain (kompetisi, sumber makanan, dll)
Organisme Tanah Organisme
Contoh
Ukuran (µ µm)
Jumlah per Biomasa (kg/ha) gram tanah
Pseudomonas Streptomyces Mucor Chlorella
0,5 x 1,5 0,5-2,0 8,0 5 x 13
108 – 109 107 – 108 105 – 106 103 – 106
300 -3.000 300 -3.000 500 – 5.000 10 -1.500
103 – 105 101 – 102
5 – 200 1 – 100 10 – 1.000
Mikroflora - Bakteri - Aktinomisetes - Jamur (Fungi) - Ganggang(Algae) Fauna -
Protozoa Nematoda Cacing Tanah
Euglena Pratylencus Lumbricus
15-50 1.000 100.000
-
Invertebrata lain
Collembola
100.000
1 – 200
Skema Agregat Tanah
WAKTU
Pembentukan tanah proses alami yang berjalan sangat lambat lambat,, 100 100--1.000 th; th; khusus di P Krakatau (letusan 1883), hanya perlu 100 tahun (abu vulkanik). vulkanik ). Penentuan waktu pembentukan tanah (umur umur)) untuk sementara ini hanya dilakukan atas dasar kriteria kriteria-kriteria botani botani,, zoologi zoologi,, geologi dan geografi geografi.. berguna untuk pertimbangan pengawetan tanah tanah,, kecepatan pembentukan tanah rata rata--rata 1.2 mm per tahun;; kehilangan tanah yang dapat dibiarkan 12.5 tahun ton per hektar per tahun tahun..
Waktu
Umur (chronological) Tingkat perkembangan profil (SOIL DEVELOPMENT = "SOIL AGE“) Tanah muda: muda: pelapukan dan pencampuran bahan mineral dan
organik, di permukaan tanah dan pembentukan struktur tanah, horison A dan C, sifat tanah didominasi sifat bahan induknya, contoh tanah muda; Entisol (Aluvial, Regosol).
Tanah dewasa: dewasa: pembentukan horison B, kemampuan
Tanah tua: perubahan nyata pada horison A dan B, terbentuk
berproduksi tertinggi, karena tersedia unsur hara, contoh tanah dewasa, Inceptisol (Latosol), Andisol (Andosol), Vertisol, Mollisol. horison A1, E, B1, B2, B3 dll.. pelapukan mineral dan pencucian basa, tanah kurus dan masam, contoh tanah tua, Ultisol (Podsolik merah kuning) dan Oxisol (Laterit).
PROSES PEMBENTUKAN TANAH
• Soil Profile Development contains characteristic layers called horizons A E B development Bedrock
C
Bedrock
soil
Earth surface is an open book it tells you nearly everything .
The story begins7 1) Pelapukan batuan dan mineral
Translokasi Dekomposisi bahan organik Pengurangan ukuran partikel oleh pelapukan Transformasi mineral (primer menjadi sekunder) Reaksi Reaksi--reaksi liat dan bahan organik
Transformasi Liat, bahan organik, oksida besi, dan bahan kimia oleh air Unsur hara disirkulasikan oleh tanaman Garam Garam--garam terlarut oleh air Tanah oleh fauna tanah
Penambahan Air presipitasi, kondensasi, atau runrun-off O2 dan CO2 dari atmosfer N, Cl, dan S dari atmosfer dan presipitasi Bahan organik dari aktivitas biotik Bahan dari sedimen Energi matahari
Kehilangan Air oleh evapotranspirasi N oleh denitrifikasi C sebagai CO2 dari oksidasi bahan organik Tanah oleh erosi Energi oleh radiasi Air dan bahan dalam larutan atau suspensi
PELAPUKAN FISIK
Merupakan proses mekanik : desintegrasi (menghasilkan perubahan fisik, tanpa perubahan kimia) Agen penting: Suhu dan Air, (bisa juga akar tanaman) Penyebab: komposisi mineralogi (daya serap panas berbeda), struktur batuan (retakan, dsb), perbedaan suhu yang drastis
PELAPUKAN KIMIA Merupakan proses dekomposisi (perubahan fisik dengan perubahan kimia) Agen penting: Suhu dan Air, (bisa juga bahan organik) Proses: hidrolisis, hidrasi, karbonasi, oksidasi-- reduksi, pelarutan oksidasi
Pelapukan Kimia
Pelapukan Kimia
Sepuluh Proses Pembentukan Tanah 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
Pencucian (leaching) Asidifikasi Eluviasi liat Podsolisasi Desilikasi Reduksi Salinisasi Alkalisasi Erosi Deposisi (pengendapan)
Pencucian (leaching)
Jika terjadi hujan yang sangat lebat sehingga air meresap ke dalam profil tanah, senyawasenyawa-senyawa organik larut akat terangkut
Asidifikasi
disebabkan oleh air hujan yang bersifat masam karena karbon dioksida larut di dalamnya membentuk asam karbonat
Eluviasi liat
liat di lapisan tanah atas tercuci dan diendapkan ke lapisan yang lebih bawah. Bagian tanah atas yang kekurangan liat disebut horizon A atau horizson eluvial (eluvial = tercuci ke bawah), dan horizon bagian bawah disebut horison B atau horizon iluvial (iluvial = tercuci ke dalam)
Podsolisasi
horizon A yang yang berwarna pucat kelabu. Proses podsolisasi terjadi pada tanahtanah-tanah masam. Komponen organik dan anorganik diangkut oleh air dan diendapkan pada horizon B
Desilikasi
pencucian silika (lebih besar dibandingkan pencucian besi dan aluminium). Proses ini terjadi di daerah tropika, yang menyebabkan terbentuknya tanah yang sangat sarang (porous) dengan kandungan oksida besi yang tinggi. Tanah yang dicirikan oleh adanya proses ini adalah Oxisol.
Reduksi
Jika terjadi akumulasi air drainase dalam tanah maka udara di dalam tanah digantikan oleh air
Salinisasi & Alkalisasi
Salinisasi adalah akumulasi garam seperti sulfida dan klorida Alkalisasi adalah akumulasi sodium pada kisi pertukaran aram yang dihembus dari lautan ke daratan, masuk melalui irigasi atau dihasilkan oleh proses pelapukan menyebabkan tanah tidak subur. Masalah ini umumnya terjadi di daerah kering dimana tidak tersedia cukup air untuk mencuci garam dari profil tanah
Erosi dan Deposisi
Tanah selalu peka terhadap erosi air dan angin. Bahan hasil erosi mungkin diendapkan di lembahlembah-lembah sungai untuk menjadi bahan pembentuk tanah baru, atau mungkin terangkut sampai ke laut
