24/03/2009
1
Jurusan Ilmu Tanah FP UNShttp://www.ilmutanahuns.wordpress.com
Dwi Priyo AriyantoEmail: [email protected]
REFERENSI
Robert E. White. 2006. Priciples and Practice of Soil Science.
Brady & Weil. 2002. Elements of The Nature and P ti f S ilProperties of Soils.
Rattan Lal & Manoj K. Shukla. 2004. Principles of Soil Physics.
Undang Kurnia dkk. 2006. Sifat Fisik Tanah & Metode Analisisnya.
STRUKTUR TANAH STRUKTUR TANAH
Merupakan gumpalan tanah yang berasal
dari partikel-partikel tanah yang saling
merekat satu sama lain karena adanya merekat satu sama lain karena adanya
perekat misalnya eksudat akar, hifa
jamur, lempung, humus, dll.
DEFINISI
TEKNIK Kekuatan dan stabilitas agregat & ruang sebagai bagian dalam
PEDOLOGI Susunan 3 dimensi dari organomineral
Ukuran, bentuk, dan kekuatan agregat & pori, kapasitas pori untuk menahan &
EKOLOGI
sebagai bagian dalam padatan, kapasitas menahan, dan permeabilitas
EDAPOLOGI Kumpulan agregat/ped dan ruang termasuk ruang‐ruang antara dan dalam agregat
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
24/03/2009
2
PENGAMATAN STRUKTUR TANAH DI LAPANGAN (SSS, 1975) TERDIRI DARI :
1. BENTUK dan SUSUNAN agregat tanahTipe struktur (lempeng, tiang, gumpal, remah, granuler, butir tunggal, pejal)
2. UKURAN agregat Klas struktur (sangat halus halus sedang kasar Klas struktur (sangat halus, halus, sedang, kasar, sangat kasar)
3. KEMANTAPAN agregat (kuat lemahnya)Derajad struktur (tidak beragregat, lemah, sedang, kuat)
+ Flokulasi
Pembentukan Struktur
(kimiawi)
Agregasi
Pembentukan Struktur
“perekat” organik dan anorganik Pembentukan Agregat
Perekat
Organik Anorganik
Sementara Tetap KarbonatSementaraPolysacaridaMikrobiaAkarHifa fungi
TetapHumusKomplek organo-mineralMateri humusdehidrat Kompleks humus-sesquioksida
SesquioksidaAluminosilikatSilikat dehidrasi
24/03/2009
3
Lempung – Ca
Agregasi pada beberapa ordo tanah
ALFISOLBahan anorganik, polimer organik, Ikatan elektronik
Sisa mikrobia & fungi
Sisa tanaman & fungi
Akar & hifa
polisakaridaTisdall & Oades, 1982
Agregasi pada beberapa ordo tanah
ALFISOL, MOLLISOLSisa mikrobia, bahan anorganik
Sisa tanaman
Seresah tanaman
Akar & hifa
Oades & Waters
Agregasi pada beberapa ordo tanah
OXISOL
Oksida/sesquioksida
aOades & WatersbRobert & Chenu
24/03/2009
4
Agregasi pada beberapa ordo tanah
Vertisol
Bahan organik
Collis‐George & Lal
Agregasi pada beberapa ordo tanah
Andisols
Alofan & aluminosilikat
Collis‐George & Lal
granular
prismatik
Spheroidal (bulat)
Gumpal membulat Prismatik
Tipe/bentuk
Gumpal menyudut Kolumner
Lempeng
Tipe StrukturTipe StrukturBULAT/BOLA (Spheroidal)
Banyak dijumpai pada horison ADipengaruhi adanya bahan organik
Horizon Permukaan
g gDipilahkan menjadi granular dan crumbSimbol gr
Pengelolaan yang jelek
Granular
Masif
24/03/2009
5
Struktur LempengTerbentuk pada hor. EHasil lapukkan bahan induk atau karena pemadatanpemadatan
Pemadatan Horizon Permukaan
Struktur Lempengtekanan
Struktur horisontal lebih panjang/besar dibanding vertikalnyaLempeng tersusun secara paralel pada permukaanTypical Symbol (pl or PL)
Struktur gumpal (blocky) (horizon bawah permukaan)
• Terbentuk pada horison B• Khususnya terbentuk di daerah basah• Terdiri dari menyudut & membulat
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)
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‐ withExpanding clays.
24/03/2009
6
Prismatik
StrukturLapisan Bawah
• Pertambahan panjang ke arah vertikal • tekanan lateral > tekanan vertikal• Ditemukan pada hor. B dengan iklim arid ‐ semiarid
PRISMATIC STRUCTURE SYMBOL PR OR PRTypically associated with fragipan and other similar horizons. These are prismlikeStructural units where the length and width is significantlyLess than the depth.
Photo 2Photo 1
Y
X
Less than the depth. (Vertical Structures)
These structures have flat tops or caps. Water movement tends to be associated with movement along the vertical contact between units.
A soil with a prismatic structure may also have secondary structural units – Photo 2 has a platy secondary structure.
Z
COLUMNARSYMBOL CPR OR COL
Prism-like structural units where the length of the unit in Y gthe x and y direction are much less than the z direction.
The units tend to have rounded tops.
XY
Z
STRUCTURELESS (0)
Single Grain (non-coherent)Massive (coherent mass)Massive - Rock Controlled Fabric- May be a Massive - Rock Controlled Fabric- May be a saprolite.
SINGLE GRAIN SYMBOL SG OR SGR
Lacks Structure‐ LooseOn rupture‐more than 50 % of the mass is single Grain e ample beachGrain – example beach sand.
Material is NON‐Coherant.
MASSIVE SYMBOL M OR MA
Structureless material that is coherent, but is not cemented.coherent, but is not cemented.
24/03/2009
7
MASSIVE ROCK CONTROLLED FABRIC
Structureless material that is coherent, but is not cemented or weakly cemented
In this case the material contains the original apperanceof the bedrock material, but lacks the strength.
Possible – Cr Horizon – Saprolite
SOIL STRUCTURE SIZE
Very Fine (Very Thin)
Fine (Thin)
Medium
Coarse (Thick)
Very Coarse (Very Thick)
Section of Size Criteria Depends on Section of Size Criteria Depends on the Structural Units.the Structural Units.
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 berstrukturTidak ditemukan bentuk struktur, masif jika lengket atau butiran tunggal
Lemah/Ketika disentuh mudah hancur dalam < 1/3 bagian,
banyak pecahannya, & banyak yang bukan agregat
SedangSaat disentuh tanah pecah dalam bagian berstruktur & bagian kecil yang tidak beragregat 1/3‐1/2 bagian
KuatPada saat diremas masih berupa pecahan berstruktur
Derajad kekuatan
K h i i t dKohesi intra ped
24/03/2009
8
Lapisan bawah
Bobot Isi (kerapatan isi)
Tanah Organikbρ ≈ 0.8 Mg m-3
yang mampatbρ ≈ 1,7 Mg m-3
(Foto: M van Noordwijk)
Inceptisol, Sumberjaya
Kerapatan Tanah (Soil Density)Kerapatan Tanah (Soil Density)
KERAPATAN TANAHKerapatan 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/cm3Kepadatan padatan (solid) tanah mendekati kepadatan kuarsa (2,6 gr/cm3) karena kebanyakan mineral tanah adalah mineral silikatAdanya besi dan mineral berat lainnya (seperti olivin) cenderung meningkatkan PD.
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‐3 (g cm‐3)g g (g )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
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
NILAI BV YANG UMUM
Tekstur Bobot Volume (Mg m-3)
Nilai berikut dijumpai pada tanah yang masih alami atau tanah pertanian yang tidak mengalami pemadatan
Berpasir 1,5-1,8
Berlempung 1,3-1,6
Berliat 1,1-1,4
24/03/2009
9
TANAH ITU BERAT !
Hitunglah massa sebidang tanahkering
Satu hektar lapisan olahtebal lapisan olah = 15 cmbρ ≈ 1,20 Mg m-3
Berat 1 ha = 104 m2 x 0,15 m x 1,2 Mg m-3
= 180 Mg = 180 ton
Perlu berapa truk ???
Volume (M
g/m3)
Histolsol
Andisol
Bukan budidaya (hutan & semak)Hor. A geluhan & Ap Oxisol lempungan
Air
Geluhan & lempungan yang dibudidayakan
P i & l h i dib did k GeluhLempungan
Kisaran Bo
bot V Pasiran & geluh pasiran yang dibudidayakan
FragipanVertisol kering
BJ mineral kuarsa
Beton
Hambatan penetrasi akar pada tanah lembab
Pasiran
Geluh pasiran
Geluh debuan
Pengaruh Struktur TanahPengaruh Struktur Tanah•• Produkstivitas tanahProdukstivitas tanah•• Ongkos produksiOngkos produksi•• Standar hidupStandar hidup•• KeberlanjutanKeberlanjutanK lit AiK lit Ai•• Kualitas AirKualitas Air
•• Bentang lahanBentang lahan•• InfrastrukturInfrastruktur•• Keseimbangan AirKeseimbangan Air•• Efek rumah kacaEfek rumah kaca•• Ekonomi globalEkonomi global
Pasir yang homogen
Ruang Pori Makro (macropores)
Agregat Liat
+ Flokulasi
Agregasi
Ruang Pori Mikro (Micropores)
Porositas Internal
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 – tinggiBD mungkin lebih kecil dari 1 g/cm3 pada tanah BD mungkin lebih kecil dari 1 g/cm 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.
24/03/2009
10
POROSITAS TANAH
Distribusi, kontinuitas pori menentukan aliran air dan udarPersen pori 50% merupakan kondisi ideal tanah dimana setengahnya makro pori untuk meneruskan air karena adanya gravitasi dan setengahnya
ik i t k h i d i t ik it imikropori untuk menahan air dari tarikan gravitasiTanah mineral normalnya 30-60%Jumlah pori ditentukan oleh tekstur dan tipe lempungnya Porositas (%) = (1-BD/PD) X 100 %
POROSITAS3
3
volumeof pore space mbulk volumeof soil m
φ = =
1 bρφ = −1p
φρ
=
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
Nilai BI dan Porositas
TILLAGE (PENGOLAHAN TANAH)
Dapat memperbaiki sifat tanah atau dapat juga berpengaruh negatif misal menimbulkan erosiDapat meningkatkan BD atau kerapatan tanah dan menghancurkan strukturEfek deep tillage (90 cm) terhadap nilai BD tanah
Any QuestionQuestion
?