Tanah Secara Umum Jenis-jenis Tanah

3

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tanah Secara Umum

Tanah merupakan media pertumbuhan tanaman. Tanah berasal dari bahasa latin yaitu solum yang berarti bagian teratas kerak bumi yang dipengaruhi oleh proses pembentukan tanah. Tanah secara umum terdiri dari tiga bahan yaitu butiran tanah padatan, cair cairan dan udara gas yang terdapat dalam ruang pori antar butiran-butiran tanah tersebut. Komposisi dari ketiga bahan penyusun tanah tersebut selalu beda untuk tiap jenis tanah dan kondisi lingkungan. Hubungan dari ketiga bahan penyusun tanah ini menunjukan sifat-sifat fisik tanah Hillel 1971. Definisi ilmiah tanah Hardjowigeno 1992 adalah kumpulan dari benda alam di permukaan bumi yang tersusun dalam horison-horison yang terdiri dari campuran bahan mineral, bahan organik, air dan udara merupakan media untuk tumbuhnya tanaman. Kondisi tanah yang baik adalah pemadatan tanah rendah, bobot isi tanah rendah, aerasi tanah yang baik, porositas tanah tinggi dan drainase yang baik.

2.2 Sifat Fisik Tanah

2.1.1 Warna Tanah

Warna tanah merupakan salah satu sifat yang mudah dilihat dan menunjukkan sifat dari tanah tersebut. Warna tanah merupakan campuran komponen lain yang terjadi karena mempengaruhi berbagai faktor atau persenyawaan tunggal. Urutan warna tanah adalah hitam, coklat, karat, abu-abu, kuning dan putih Syarief 1979. Warna tanah dengan akurat dapat diukur dengan tiga sifat-sifat prinsip warnanya. Dalam menentukan warna cahaya dapat juga menggunakan munsell soil colour chart sebagai pembeda warna tersebut. Penentuan ini meliputi penentuan warna dasar, warna karat atau kohesi dan humus. Warna tanah penting untuk diketahui karena berhubungan dengan kandungan bahan organik yang terdapat di dalam tanah tersebut, iklim, drainase tanah dan mineralogi tanah Thompson dan Troen 1978. Mineral-mineral yang terdapat dalam jumlah tertentu di dalam tanah kebanyakan berwarna agak terang. Sebagai akibatnya tanah-tanah berwarna agak kelabu terang. Jika terdiri dari mineral-mineral serupa itu maka tanah sedikit mengalami perubahan kimiawi.

2.1.2 Tekstur Tanah

Tekstur tanah adalah keadaan tingkat kehalusan tanah yang terjadi karena terdapatnya perbedaan komposisi kandungan fraksi pasir, debu dan liat yang terkandung pada tanah. Tekstur tanah memiliki perbandingan relatif dalam persen antara fraksi-fraksi pasir, debu dan liat. Tekstur tanah erat hubungannya dengan indeks plastisitas, permeabilitas, kekerasan tanah, kesuburan dan produktivitas tanah pada daerah geografis tertentu Hakim et al. 1986. Soepardi 1983 menyatakan bahwa dalam waktu yang singkat sifat tanah tidak banyak berubah walaupun proses yang terjadi di dalam tanah sangat aktif. Dengan demikian, tanah berpasir atau tanah berliat akan tetap menjadi tanah berpasir atau tanah berliat untuk waktu yang cukup lama. Nisbah antara beberapa kelompok ukuran suatu tanah merupakan ciri khas dan tidak mudah untuk berubah serta dianggap sebagai ciri dasar. Klasifikasi jenis tanah berdasarkan tekstur menurut USDA dapat dilihat pada Gambar 1. 4 Gambar 1. Diagram segitiga tekstur dan sebaran besar butir tanah berdasarkan sistem USDA Tekstur tanah sangat berpengaruh terhadap kemampuan daya serap air, ketersediaan air di dalam tanah, besar aerasi, infiltrasi dan laju pergerakan air perkolasi. Dengan demikian secara tidak langsung tekstur tanah juga dapat mempengaruhi perkembangan perakaran dan pertumbuhan tanaman serta efisien dalam pemupukan. Tekstur dapat ditentukan dengan metode yaitu dengan metode pipet dan metode hidrometer. Kedua metode tersebut ditentukan berdasarkan perbedaan kecepatan air partikel di dalam air Hakim et al. 1986.

2.1.3 Struktur Tanah

Struktur tanah digunakan untuk menunjukkan ukuran partikel-partikel tanah seperti pasir, debu dan liat yang membentuk agregat satu dengan lainnya yang dibatasi oleh bidang belah alami yang lemah. Struktur tanah merupakan gumpalan kecil dari butir-butir tanah. Gumpalan struktur tanah yang terjadi karena butir-butir pasir, debu dan liat terikat satu sama lain oleh suatu perekat seperti bahan organik, oksida-oksida besi dan lain-lain. Struktur yang dapat memodifikasi pengaruh tekstur yaitu berhubungan dengan kelembaban porositas, unsur hara, jasad hidup dan pengaruh permukaan akar. Tipe struktur terdapat empat bentuk utama, yaitu: - bentuk lempung - bentuk prisma - bentuk gumpal - bentuk spheroidel atau bulat Keempat bentuk utama di atas menghasilkan tujuh tipe struktur tanah. Suatu pengertian tentang sebab-sebab perkembangan struktur di dalam tanah perlu diperhatikan karena stuktur tanah sangat mempengaruhi pertumbuhan tanaman dan dapat berubah karena pengolahan tanah. Struktur tanah 5 dapat berkembang dari butir-butir tunggal ataupun kondisi tanah butiran besar. Pembentukan ini kadang-kadang sampai ke tahap perkembangan struktural yang mantap. Gambar 2. Penampang vertikal lapisan tanah sumber www.keisya-lambudi.bogspot.com 1. Horizon O - Lapisan atas, lapisan olah dan lapisan humus. - Lapisan teratas suatu penampang tanah yang biasanya banyak mengandung bahan organik sebagai hasil dekomposisi seresah sehingga warnanya gelap. - Merupakan lapisan utama. 2. Horizon A - Horison mineral berwarna agak gelap. 3. Horizon E - Horison mineral yang telah tereluviasi tercuci sehingga kadar liat silikat, F dan Al rendah, tetapi pasir dan debu kuarsa dan mineral resistansi lainnya tinggi, berwarna terang. 4. Horizon B - Horrison illuvial atau horison tempat terakumulasinya bahan-bahan yang tercuci dari horison di atasnya akumulasi bahan eluvial. - Ketebalan lapisan lebih besar dari horizon A. - Horizon B dibagi menjadi beberapa sub lapisan: 1. Sub lapisan B 1: daerah peralihan horizon warna agak gelap. 2. Sub lapisan B 2: daerah kandungan kapur tinggi warna terang. 3. Sub lapisan B 3: daerah penimbunan unsur Fe missal Fe 2 O 3 warna merah. 5. Horizon C - Horizon C atau lapisan batuan induk merupakan hasil pelapukan dan penghancuran oleh iklim terhadap batuan induk yang berlangsung lama. - Sifatnya mirip batuan induk. 6 6. Horizon R bedrock - Merupakan dasar tanah yang terdiri dari batuan yang sangat pejal dan belum mengalami pelapukan. Kegunaan profil tanah adalah untuk mengetahui kedalaman lapisan olah Lapisan tanah atas = O-A dan solum O-A-E-B, untuk mengetahui kelengkapan atau diferensiasi horison pada profil dan mengetahui warna tanah. Struktur tanah dapat memodifikasi pengaruh tekstur dalam hubungannya dalam kelembaban, porositas, tersedianya unsur hara, kegiatan jasad hidup dan pertumbuhan akar. Sistem penanaman yang mampu menjaga kemantapan agregat tanah akan memberikan hasil yang tinggi bagi produksi pertanian Hakim et al. 1986.

2.1.4 Kadar Air dan Kerapatan Isi bulk density

Kadar air adalah hilangnya berat ketika objek lembab dikeringkan sesuai dengan teknik atau metode tertentu. Metode pengukuran kadar air yang diterapkan dan dirancang untuk mengurangi oksidasi, dekomposisi atau hilangnya zat yang mudah menguap bersamaan dengan pengurangan kelembaban. Metode umum yang biasa dipakai untuk menentukan jumlah air yang dikandung oleh tanah adalah persentase terhadap tanah kering Hakim et al. 1986. Bobot tanah yang lembab dalam hal ini dipakai karena keadaan lembab sering bergejolak dengan keadaan air. Kadar dan ketersediaan air tanah sebenarnya pada setiap koefisien umum bervariasi terutama tergantung pada tekstur tanah, kadar bahan organik tanah, senyawa kimiawi dan kedalaman solum atau lapisan tanah. Di samping itu, faktor iklim dan tanaman juga menentukan kadar air serta ketersediaan air tanah. Faktor iklim juga berpengaruh seperti curah hujan, temperatur dan kecepatan yang pada prinsipnya terkait dengan suplai air dan evapotranspirasi. Faktor tanaman yang berpengaruh meliputi bentuk dan kedalaman perakaran, toleransi terhadap kekeringan serta tingkat pertumbuhan yang pada prinsipnya terkait dengan kebutuhan air tanaman Hanafiah, 2005. Pengukuran kadar air tanah dapat dilakukan dengan cara metode pengeringan pengering. Pada metode ini hanya air yang diuapkan selama pengeringan. Sesuai dengan standar pengukuran kadar air, agregat halus dan kasar dalam keadaan lembab atau kering dilakukan dengan cara sederhana yaitu dengan menimbang agregat yang masih mengandung kadar air, lalu mengeringkannya dalam pengering. Prosedur pengujian meliputi tahapan-tahapan, antara lain: 1. Tempatkan benda uji dalam cawan, lalu timbang dan catat massanya. 2. Keringkan dengan menggunakan pengering ataupun dengan menggunakan kompor. 3. Pelaksanaan pengeringan dapat dilakukan dengan pengering maupun pengeringan di atas kompor untuk benda uji yang tidak mengandung bahan organik. Proses pengeringan menggunakan pengering yaitu dengan cara membuka tutup cawan dan menempatkan tanah di dalam pengering selama 24 jam. Sedangkan pengeringan untuk benda uji yang tidak mengandung bahan organik dilakukan di atas kompor atau dibakar langsung setelah disiram dengan spirtus. 4. Lakukan penimbangan dan pengeringan secara berulang-ulang sehingga mencapai bobot yang tetap. Lalu cawan yang berisi benda uji yang telah dikeringkan kemudian dinginkan dalam desikator. Setelah dingin, cawan yang berisi tanah kering ditimbang dan catat massanya. Besarnya kadar air dihitung dengan rumus sebagai berikut: Kadar air = x 100 1 Dimana : W 1 = Berat cawan + tanah basah gram W 2 = Berat cawan + tanah kering gram W 3 = Berat cawan kosong gram W 1 –W 2 = Berat air gram 7 W 2 –W 3 = Berat bahan kering gram. Besarnya kadar air dinyatakan dalam persen dengan ketelitian satu angka di belakang koma. Kerapatan isi tanah dapat dihitung dengan rumus Setiawan et al. 2002: ρd = 2 Dimana : ρd = kerapatan isi tanah gcm 3 m tk = massa tanah kering gram V t = volume tanah dalam ring sampel cm 3 Kerapatan isi dapat dinyatakan dengan bulk density basah dan bulk density kering. Bulk density basah menyatakan massa tanah keseluruhan per unit volume. Bulk density kering menunjukan perbandingan massa tanah kering pengering terhadap volume keseluruhan.

2.1.5 Ruang Pori Total

Ruang pori total adalah volume dari tanah yang ditempati oleh udara dan air. Persentase volume ruang pori total disebut porositas. Untuk menentukan porositas, contoh tanah ditempatkan pada tempat berisi air sehingga jenuh dan kemudian campuran ini ditimbang. Perbedaan berat antara keadaan jenuh air yang kering pengering merupakan volume ruang pori. Untuk 400 cm 3 campuran yang berisi 200 gram 200 cm 3 air pada kondisi jenuh porositas tanahnya akan mencapai 50 Foth 1988. Tanah dengan tekstur halus mempunyai kisaran ukuran dan bentuk partikel yang luas. Hal ini telah ditekankan bahwa tanah permukaan yang berpasir mempunyai porositas kecil daripada tanah liat. Berarti bahwa tanah pasir mempunyai volume yang lebih sedikit ditempati oleh ruang pori. Ruang pori total pada tanah pasir mungkin rendah, tetapi mempunyai proporsi besar yang disusun dari komposisi pori-pori yang besar serta sangat efisien dalam pergerakan udara dan alirannya. Persentase volume yang dapat terisi oleh pori-pori kecil pada tanah pasir rendah serta menyebabkan kapasitas saat menahan air relatif rendah. Sebaliknya tanah-tanah permukaan dengan tekstur halus memiliki ruang pori total lebih banyak dan proporsi relatif besar yang tersusun atas pori-pori kecil, yang menyebabkan tanah mempunyai kapasitas kemampuan menahan air yang tinggi.

2.1.6 Infiltrasi

Infiltrasi dari segi hidrologi penting karena hal ini menandai peralihan dari air permukaan yang bergerak cepat ke air tanah yang bergerak lambat. Kapasitas infiltrasi suatu tanah dipengaruhi oleh sifat-sifat fisik tanah derajat kemampatan, kandungan air dan permeabilitas lapisan bawah permukaan, nisbi air serta iklim mikro tanah. Infiltrasi berpengaruh saat mulai terjadinya aliran permukaan dan laju aliran permukaan atau run off. Beberapa faktor internal dan eksternal yang mempengaruhi laju infiltrasi adalah sebagai berikut: - Dalamnya genangan di atas permukaan tanah dan tebal lapisan yang jenuh - Kelembaban tanah - Pemampatan tanah oleh curah hujan - Penyumbatan oleh bahan yang halus bahan endapan - Pemampatan oleh orang dan hewan - Struktur tanah - Tumbuh-tumbuhan - Udara yang terdapat dalam tanah - Topografi - Intensitas hujan 8 - Kekasaran permukaan - Mutu air - Suhu udara - Adanya kerak di permukaan

2.1.7 Stabilitas Agregat

Stabilitas agregat adalah ketahanan rata-rata agregat tanah melawan pendispersi oleh benturan tetes air hujan atau penggenangan air. Stabilitas agregat tergantung pada ketahanan tanah melawan daya dispersi air dan kekuatan sementasi atau pengikatan. Faktor-faktor yang berpengaruh dalam stabilitas agregat antara lain bahan-bahan pelekat agregat tanah, bentuk dan ukuran agregat, serta tingkat agregasi. Stabilitas agregat yang terbentuk tergantung pada keutuhan tanah permukaan agregat pada saat rehidrasi dan kekuatan ikatan antar koloid dan partikel di dalam agregat pada saat basah.

2.2 Sifat Mekanis Tanah

2.2.1 Permeabilitas

Semua jenis tanah bersifat lolos air permeable dimana air bebas mengalir melalui ruang- ruang kosong pori-pori yang ada di antara butiran-butiran tanah. Tanah diasumsikan jenuh walaupun sebenarnya tidak demikian karena ada rongga-rongga udara. Permeabilitas tanah menunjukkan kemampuan tanah dalam meloloskan air. Struktur dan tekstur serta unsur organik lainnya ikut ambil bagian dalam menaikkan laju permeabilitas tanah. Tanah dengan permeabilitas tinggi dapat menaikkan laju infiltrasi. Hal ini dapat menurunkan laju aliran air. Koefisien permeabilitas tergantung pada ukuran rata-rata pori yang dipengaruhi oleh distribusi ukuran partikel, bentuk partikel dan struktur tanah. Secara garis besar, makin kecil ukuran partikel maka semakin kecil pula ukuran pori serta makin rendah koefisien permeabilitasnya. Menurut Susanto dan Purnomo 1996, pada kebanyakan tanah konduktivitas hidrolik tidak selamanya tetap. Hal ini dikarenakan berbagai proses kimia, fisika dan biologis. Konduktivitas hidrolik bisa berubah saat air masuk dan mengalir ke dalam tanah. Perubahan yang terjadi pada komposisi ion komplek dapat dipertukarkan seperti saat air memasuki tanah sehingga mempunyai komposisi atau konsentrasi zat terlarut serta berbeda dengan larutan awal. Hal ini bisa merubah konduktivitas hidrolik. Secara umum konduktivitas akan berkurang bila konsentrasi zat terlarut elektrolit berkurang. Hal ini disebabkan adanya fenomena pengembangan dan dispersi yang juga dipengaruhi oleh jenis-jenis kation. Selain itu juga terdapat pelepasan dan perpindahan partikel-partikel lempung selama aliran yang lain bisa menghasilkan penyumbatan pori-pori tanah.

2.3 Jenis-jenis Tanah

Tanah sebagai benda alam mempunyai sifat-sifat yang bervariasi. Sifat tanah yang berbeda- beda pada berbagai tempat mencerminkan pengaruh dari berbagai faktor pembentuknya di alam. Tanah dipandang sebagai alat produksi pertanian, karena tanah berfungsi sebagai media tumbuhnya tanaman. Produktivitas tanaman pertanian banyak ditentukan oleh sifat-sifat tanah yang bersangkutan, baik sifat fisika tanah, kimiawi tanah, maupun biologi tanah yang bersangkutan. Sebagai media tumbuhnya tanaman tanah mampu berperan sebagai berikut: - Tempat berdirinya tanaman - Tempat menyediakan unsur-unsur hara yang diperlukan oleh tanaman - Tempat menyediakan air yang dibutuhkan oleh tanaman - Tempat menyediakan udara bagi pernafasan akar tanaman Tanah bukan merupakan timbunan bahan padat yang mati dan statis, melainkan merupakan suatu proses yang dinamis dan hidup serta mengalami perubahan dari waktu ke waktu. Setiap tanah 9 tersusun dari bahan mineral, bahan organik dan air tanah. Bahan mineral berasal dari hasil pelapukan batuan. Sedangkan bahan organik berasal dari hasil penguraian organisme yang mati. Di dalam tanah selalu terjadi proses destruktif dan konstruktif. Proses destruktif adalah penguraian bahan mineral dan bahan organik. Sedangkan proses konstruktif adalah proses penyusunan kembali hasil penguraian bahan mineral dan bahan organik menjadi senyawa baru. Adanya empat komponen tanah tersebut serta dinamika di dalam tanah menyebabkan tanah mampu berperan sebagai media tumbuhnya tanaman. Perbandingan komponen-komponen tanah pada setiap tempat tergantung pada jenis tanah, lapisan tanah, pengaruh cuaca dan iklim serta campur tangan manusia. Karakteristik dari jenis-jenis tanah yaitu sebagai berikut: 1. Litosol yaitu tanah yang baru mengalami pelapukan dan sama sekali belum mengalami perkembangan tanah. Berasal dari batuan-batuan konglomerat dan granit, kesuburannya cukup dan cocok dimanfaatkan untuk jenis tanaman hutan. Penyebarannya di Jawa Tengah, Jawa Timur, Madura, Nusa Tenggara, Maluku Selatan dan Sumatera. 2. Latosol yaitu tanah yang telah mengalami pelapukan intensif, warna tanah tergantung susunan bahan induknya dan keadaan iklim. Latosol merah berasal dari vulkan intermedier, tanah ini subur sehingga dimanfaatkan untuk pertanian dan perkebunan. Penyebarannya di seluruh Indonesia kecuali di Nusa Tenggara dan Maluku Selatan. 3. Aluvial yaitu tanah muda yang berasal dari hasil pengendapan. Sifatnya tergantung dari asalnya yang dibawa oleh sungai. Tanah aluvial yang berasal dari gunung api umumnya subur karena banyak mengandung mineral. Tanah ini sangat cocok untuk persawahan. Penyebarannya di lembah-lembah sungai dan dataran pantai seperti di Karawang dan Indramayu. 4. Regosol belum jelas penampakan pemisahan horisonnya. Tanah regosol terdiri dari regosol abu vulkanik, bukit pasir dan batuan sedimen. Tanah ini dapat dikategorikan tanah yang cukup subur. 5. Grumusol atau Margalit terdiri dari beberapa macam. Grumusol pada batu kapur, grumusol pada sedimen keras, grumusol pada lembah-lembah kaki pegunungan, grumusol endapan aluvial. Kesuburan tanah cukup sehingga dimanfaatkan untuk pertanian padi dan tebu. Penyebarannya di Madura, Gunung Kidul, Jawa Timur dan Nusa Tenggara. 6. Organosol yaitu tanah yang mengandung paling banyak bahan organik, tidak mengalami perkembangan profil dan disebut juga tanah gambut. Bahan organik ini terdiri atas akumulasi sisa- sisa vegetasi yang telah mengalami humifikasi tetapi belum mengalami mineralisasi. Tanah ini kurang subur. Tanah ini belum dimanfaatkan secara maksimal tetapi dapat dimanfaatkan untuk persawahan. Penyebarannya di Sumatera, Kalimantan dan Papua.

2.4 Penetrometer