24/03/2009
Jurusan Ilmu Tanah FP UNS http://www.ilmutanahuns.wordpress.com
REFERENSI Robert E. White. 2006. Priciples and Practice of Soil Science. Brady & Weil. 2002. Elements of The Nature and P Properties of Soils. ti f S il Rattan Lal & Manoj K. Shukla. 2004. Principles of Soil Physics. Undang Kurnia dkk. 2006. Sifat Fisik Tanah & Metode Analisisnya.
Dwi Priyo Ariyanto Email:
[email protected]
STRUKTUR TANAH
STRUKTUR TANAH ´ Merupakan
gumpalan tanah yang berasal dari partikel-partikel tanah yang saling merekat satu sama lain karena adanya perekat misalnya eksudat akar, hifa jamur, lempung, humus, dll.
DEFINISI PEDOLOGI Susunan 3 dimensi dari organomineral TEKNIK Kekuatan dan stabilitas agregat & ruang sebagai bagian dalam sebagai bagian dalam padatan, kapasitas menahan, dan permeabilitas
EDAPOLOGI Kumpulan agregat/ped dan ruang termasuk ruang‐ruang antara dan dalam agregat
EKOLOGI
Ukuran, bentuk, dan kekuatan agregat & pori, kapasitas pori untuk menahan & memindahkan cairan & larutan & materi terlarut, & kemampuan mendukung pertumbuhan & perkembangan vigor akar
“… struktur berkaitan dengan susunan partikel tanah primer menjadi gumpalan yang disebut agregat atau peds” ´
Agregat, peds, atau clods adalah partikel sekunder
1
24/03/2009
PENGAMATAN STRUKTUR TANAH DI LAPANGAN (SSS, 1975) TERDIRI DARI : 1. BENTUK dan SUSUNAN agregat tanah Tipe struktur (lempeng, tiang, gumpal, remah, granuler, butir tunggal, pejal) 2. UKURAN agregat Klas struktur (sangat halus, halus halus, halus sedang, sedang kasar, kasar sangat kasar) 3. KEMANTAPAN agregat (kuat lemahnya) Derajad struktur (tidak beragregat, lemah, sedang, kuat)
Pembentukan Struktur
+
Flokulasi (kimiawi)
Pembentukan Struktur
Pembentukan Agregat
“perekat” organik dan anorganik
Perekat
Agregasi
Organik Sementara Tetap
Polysacarida Humus Mikrobia Komplek organoAkar mineral Hifa fungi Materi humus dehidrat Kompleks humussesquioksida
Anorganik
Karbonat Sesquioksida Aluminosilikat Silikat dehidrasi
2
24/03/2009
Lempung – Ca
Agregasi pada beberapa ordo tanah ALFISOL Bahan anorganik, polimer organik, Ikatan elektronik Sisa mikrobia & fungi Sisa tanaman & fungi Akar & hifa polisakarida Tisdall & Oades, 1982
Agregasi pada beberapa ordo tanah
Agregasi pada beberapa ordo tanah
ALFISOL, MOLLISOL
OXISOL
Sisa mikrobia, bahan anorganik
Oksida/sesquioksida
Sisa tanaman Seresah tanaman Akar & hifa aOades & Waters
Oades & Waters
bRobert & Chenu
3
24/03/2009
Agregasi pada beberapa ordo tanah
Agregasi pada beberapa ordo tanah
Vertisol
Andisols
Bahan organik
Alofan & aluminosilikat
Collis‐George & Lal
Collis‐George & Lal
Tipe/bentuk
Spheroidal (bulat)
granular
Gumpal membulat
Prismatik Lempeng
prismatik
Gumpal menyudut
Tipe Struktur BULAT/BOLA (Spheroidal)
Kolumner
Pengelolaan yang jelek
Masif
Granular
Banyak dijumpai pada horison A g g adanya bahan organik Dipengaruhi Dipilahkan menjadi granular dan crumb Simbol gr Horizon Permukaan
4
24/03/2009
Pemadatan Horizon Permukaan Terbentuk pada hor. E Hasil lapukkan bahan induk atau karena pemadatan
Struktur Lempeng
tekanan
Struktur Lempeng
Struktur gumpal (blocky) (horizon bawah permukaan)
Struktur horisontal lebih panjang/besar dibanding vertikalnya Lempeng tersusun secara paralel pada permukaan Typical Symbol (pl or PL)
BLOCKY SUBANGULAR OR ANGULAR Subangular Blocky – the three dimensions are about the same size, but polyhedrons are subrounded. Symbol (sbk) Angular Blocky – the three dimensions are about the same size, but edges are shape and faces appear flattened. Symbol (abk)
• Terbentuk pada horison B • Khususnya terbentuk di daerah basah • Terdiri dari menyudut & membulat
Baji (Wedge Structures) Elliptical Interlocking lenses that terminate in acute angles, bounded by slickensides. This structure is Not limited to Vertic martials or Vertisols. Symbol: WEG Soil: Has a High Clay Content‐ with Expanding clays.
5
24/03/2009
Struktur
PRISMATIC STRUCTURE SYMBOL PR OR PR
Lapisan Bawah
Photo 1 X
Prismatik
Y
Z
Y X Z
Photo 2
These structures have flat tops or caps. Water movement tends to be associated with movement along the vertical contact between units.
• Pertambahan panjang ke arah vertikal • tekanan lateral > tekanan vertikal • Ditemukan pada hor. B dengan iklim arid ‐ semiarid
COLUMNAR SYMBOL CPR OR COL
Typically associated with fragipan and other similar horizons. These are prismlike Structural units where the length and width is significantly Less than the depth. Less than the depth. (Vertical Structures)
A soil with a prismatic structure may also have secondary structural units – Photo 2 has a platy secondary structure.
STRUCTURELESS (0) Prism-like structural units where the length g of the unit in the x and y direction are much less than the z direction.
Single Grain (non-coherent) ´ Massive (coherent mass) ´ Massive - Rock Controlled Fabric- May be a saprolite. ´
The units tend to have rounded tops.
SINGLE GRAIN SYMBOL SG OR SGR Lacks Structure‐ Loose On rupture‐ more than 50 % of the mass is single Grain – Grain example beach e ample beach sand.
MASSIVE SYMBOL M OR MA
Structureless material that is coherent, but is not cemented.
Material is NON‐Coherant.
6
24/03/2009
MASSIVE ROCK CONTROLLED FABRIC
SOIL STRUCTURE SIZE ´ Very Fine (Very Thin)
Structureless material that is coherent, but is not cemented or weakly cemented In this case the material contains the original apperance of the bedrock material, but lacks the strength.
´ Fine (Thin) ´ Medium ´ Coarse (Thick) ´ Very Coarse (Very Thick)
Section of Size Criteria Depends on the Structural Units.
Possible – Cr Horizon – Saprolite
SOIL STRUCTURE SIZE (GRANULAR AND BLOCKY)
Image Source: NRCS, Ver. 2.0, 2002
SOIL STRUCTURE SIZE (PLATY AND PRISMATIC)
Image Source: NRCS, Ver. 2.0, 2002
Derajad kekuatan Tak berstruktur Tidak ditemukan bentuk struktur, masif jika lengket atau butiran tunggal
Lemah Ketika disentuh mudah hancur dalam < 1/3 bagian, / banyak pecahannya, & banyak yang bukan agregat
Derajad kekuatan K h ii t Kohesi intra ped d
Sedang Saat disentuh tanah pecah dalam bagian berstruktur & bagian kecil yang tidak beragregat Î 1/3‐1/2 bagian
Kuat Pada saat diremas masih berupa pecahan berstruktur
7
24/03/2009
Bobot Isi (kerapatan isi) Tanah Organik b
ρ ≈ 0.8 Mg m
-3
Lapisan bawah yang mampat b
ρ ≈ 1,7 Mg m
Kerapatan Tanah (Soil Density)
-3
Inceptisol, Sumberjaya (Foto: M van Noordwijk)
KERAPATAN TANAH ´ ´
´
Kerapatan tanah (density) adalah bobot padatan suatu obyek dibagi volume padatan. Kerapatan ada 2 : (1) Bobot jenis (partikel density) (2) Bobot Volume (bulk density) Partikel density (PD) adalah bobot padatan tanah (solid, without pore) dibagi dengan volumenya (solid, without pore) « PD kebanyakan tanah adalah 2,6 – 2,7 g/cm3 « Kepadatan padatan (solid) tanah mendekati kepadatan kuarsa (2,6 gr/cm3) karena kebanyakan mineral tanah adalah mineral silikat « Adanya besi dan mineral berat lainnya (seperti olivin) cenderung meningkatkan PD.
Bulk Density / Bobot Volume (BV)
Bobot volume menggunakan bulk volume (volume total) –Volume padatan tanah dan ruangan pori –Tergantung bagaimana susunan partikel
Particle Density / Bobot Jenis Padatan (BJ)
Bobot jenis partikel menggunakan volume padatan –Tidak tergantung bobot isi tanah –Tergantung komposisi mineralogi –Nilai umumnya 2,65 – 2,7 Mg m-3
FAKTA MENGENAI BOBOT ISI ´
´
´
´
Tanah berpasir memiliki BI yang agak tinggi « Dipengaruhi oleh volume mineral dan cara tersusunnya (packing) Bahan organik menurunkan BI « Histosols memiliki BI kurang dari 1 Mg m g g ‐3 (g (g cm‐3) Tanah yang terdiri dari campuran berbagai ukuran partikel bisa memiliki BI tinggi « Campuran kerikil halus dan lempung dapat dimampatkan sampai memiliki BI ~2 Mg m‐3 Nilai BI umumnya bertambah besar pada lapisan lebih dalam
NILAI BV YANG UMUM Nilai berikut dijumpai pada tanah yang masih alami atau tanah pertanian yang tidak mengalami pemadatan Tekstur
Bobot Volume (Mg m-3)
Berpasir
1,5-1,8
Berlempung
1,3-1,6
Berliat
1,1-1,4
8
24/03/2009
TANAH ITU BERAT ! Kisaran Bobot V Volume (Mg/m3)
Histolsol
Hitunglah massa sebidang tanah kering
´
« «
Satu hektar lapisan olah tebal lapisan olah = 15 cm
« bρ
≈ 1,20 Mg m-3
Berat 1 ha = 104 m2 x 0,15 m x 1,2 Mg m-3 = 180 Mg = 180 ton
Andisol Bukan budidaya (hutan & semak) Hor. A geluhan & Ap Oxisol lempungan Geluhan & lempungan yang dibudidayakan P i Pasiran & geluh pasiran yang dibudidayakan & l h i dib did k Fragipan
Vertisol kering
Hambatan penetrasi akar pada tanah lembab
Air Lempungan Geluh Geluh debuan Geluh pasiran Pasiran
Perlu berapa truk ??? Beton BJ mineral kuarsa
Ruang Pori Makro (macropores)
Pengaruh Struktur Tanah • • • • • • • • • •
Produkstivitas tanah Ongkos produksi Standar hidup Keberlanjutan K lit Ai Kualitas Air Bentang lahan Infrastruktur Keseimbangan Air Efek rumah kaca Ekonomi global
Pasir yang homogen
Ruang Pori Mikro (Micropores) +
Flokulasi
Agregasi
Porositas Internal
´
Agregat Liat
Bulk Density (BD) : bobot padatan (pada kering konstan) dibagi total volume (padatan + pori) « BD tanah yang ideal berkisar antara 1,3 -1,35 g/cm3. « BD pada tanah berkisar > 1,65 g/cm3 untuk tanah berpasir ; 1,0-1,6 g/cm3 pada tanah geluh yang mengandung BO tanah sedang – tinggi « BD mungkin lebih kecil dari 1 g/cm3 pada tanah dengan kandungan BO tinggi. « BD sangat bervariasi antar horizon tergantung pada tipe dan derajat agregasi, tekstur dam BO tanah. Bulk density sangat sensitif terhadap pengolahan tanah. Tillage benar, BD turun dan sebaliknya.
9
24/03/2009
POROSITAS
POROSITAS TANAH ´ ´
´ ´ ´
Distribusi, kontinuitas pori menentukan aliran air dan udar Persen pori 50% merupakan kondisi ideal tanah dimana setengahnya makro pori untuk meneruskan air karena adanya gravitasi dan setengahnya mikropori ik i untuk t k menahan h air i dari d i tarikan t ik gravitasi it i Tanah mineral normalnya 30-60% Jumlah pori ditentukan oleh tekstur dan tipe lempungnya Porositas (%) = (1-BD/PD) X 100 %
φ=
volume of pore space m3 = 3 bulk volume of soil m
φ = 1− Nilai BI dan Porositas
ρb ρp
Tekstur Tanah
Bobot Isi (Mg m-3)
Porositas (m3 m-3)
Berpasir
1,5-1,8
0,4 – 0,3
Berlempung
1,3-1,6
0,5 – 0,4
Berliat
1,1-1,4
0,6 – 0,5
TILLAGE (PENGOLAHAN TANAH) ´
´
´
Dapat memperbaiki sifat tanah atau dapat juga berpengaruh negatif misal menimbulkan erosi Dapat meningkatkan BD atau kerapatan tanah dan menghancurkan struktur Efek deep tillage (90 cm) terhadap nilai BD tanah
Any Question ?
10
