11
250 μm lebih kuat daripada makroagregat 250 μm karena terbentuknya
distabilisasi oleh bahan humik aromatik persisten yang berasosiasi dengan bahan Al dan Fe amorf, sedangkan makroagregat distabilisasi oleh transient atau
temporary binding agent seperti akar tanaman, hifa, dan polisakarida.
Distribusi ukuran agregat dalam tanah menentukan bobot isi tanah, volume, dan bentuk pori yang mempengaruhi konduktivitas hidrolik tanah. Lado et al.
2004 menemukan bahwa tanah berukuran agregat 2 mm dan antara 2-4 mm dengan kadar bahan organik tinggi 3,5 , memiliki konduktivitas hidrolik lebih
tinggi daripada tanah dengan bahan organik rendah 2,3 . Pengurangan konduktivitas hidrolik pada tanah dengan kadar bahan organik rendah terjadi pada
agregat 2 mm dan 2-4 mm, sedangkan pada tanah dengan kadar bahan organik tinggi hanya terjadi pada agregat 2 mm. Pengurangan konduktivitas hidrolik
yang disebabkan dispersi liat pada tanah dengan bahan organik rendah lebih tinggi daripada tanah dengan bahan organik tinggi.
Metode yang digunakan untuk menentukan distribusi dan stabilitas agregat tanah adalah pengayakan basah dan kering De Boodt, De Leenheer, dan Kirkham
1961; Kemper dan Rosenau, 1986. Kuantifikasi struktur tanah dapat dilakukan melalui pengukuran stabilitas agregat biasanya pada lapisan tanah permukaan.
Stabilitas agregat tanah sangat menentukan stabilitas saluran pori-pori tanah, sehingga setiap tindakan yang mempengaruhi struktur tanah misalnya
pengolahan tanah dapat mempengaruhi proses-proses pergerakan air dan solute dalam tanah.
2.2. Konduktivitas Hidrolik Tanah
Konduktivitas hidrolik tanah merupakan kemampuan tanah dalam menghantarkan air, dinyatakan dalam satuan jarak per satuan waktu, misalnya
cmjam atau cmmenit. Konduktivitas hidrolik tanah sangat menentukan pergerakan air dalam tanah. Pada saat jenuh, pergerakan air sangat ditentukan
oleh konduktivitas hidrolik jenuh, dan pada saat kondisi tak jenuh sangat ditentukan oleh konduktivitas hidrolik tak jenuh yang besarnya tergantung pada
kadar air tanah. Pada sistem lahan kering, kondisi jenuh dan tak jenuh dalam
12
tanah terus menerus terjadi secara simultan untuk mencapai keseimbangan Jury et al
., 1991. Kondisi jenuh di lahan kering dapat terjadi pada saat hujan yang sampai
menjenuhi tanah. Pada keadaan demikian, seluruh pori dalam tanah berperan dalam proses pergerakan air, dan konduktivitas hidrolik jenuh nilainya konstan
apabila struktur tanah stabil Marshall dan Holmes, 1988. Apabila pori-pori dalam tanah didominasi oleh pori makro, maka konduktivitas hidrolik jenuh
makin besar. Dengan makin berkurangnya proporsi pori makro dan makin bertambahnya proporsi pori mikro, maka konduktivitas hidrolik jenuh makin
kecil. Adapun menurut Korevaar, Menelik, dan Dirksen 1983. konduktivitas hidrolik tanah merupakan fungsi dari banyaknya pori-pori yang terisi oleh air
seperti persamaan berikut:
2
8 1
i i
i
r K
∑
Δ =
θ ητ
.......................................1 di mana: K = konduktivitas hidrolik cmjam;
η = viskositas; τ = tegangan permukaan;
θ = kadar air vol; dan r = jari-jari pori cm Berdasarkan persamaan tersebut, konduktivitas hidrolik tanah terutama ditentukan
oleh jumlah dan ukuran pori terbesar yang terisi oleh air. Setelah hujan berhenti, terjadi pengurangan kadar airpengosongan pori
yang dimulai dari pori-pori yang berukuran besar, dan digantikan oleh udara. Seluruh air sisa yang mengisi pori-pori tanah bergerak mengikuti pola pergerakan
air tak jenuh dengan kecepatan dikendalikan oleh konduktivitas hidrolik tak jenuh. Nilai konduktivitas hidrolik tak jenuh semakin menurun dengan makin
berkurangnya kadar air dalam tanah dan pori-pori yang berperan adalah pori-pori terbesar yang masih terisi oleh air Koorevaar et al., 1983. Pada saat kadar air
tanah masih berada di atas kapasitas lapang, konduktivitas hidrolik tak jenuh ditentukan oleh kadar air pada ruang pori drainase dan pergerakan air
dikendalikan oleh potensial gravitasi. Pada kadar air di bawah kapasitas lapang, pergerakan air mulai dikendalikan oleh potensial matrik tanah
13
Karakateristik pori yang sangat menentukan konduktivitas hidrolik baik jenuh maupun tak jenuh adalah jumlah maupun ukuran pori yang dapat
mengkonduksikan air. Sebagai contoh, dalam pergerakan air jenuh tanah-tanah berpasir yang didominasi pori-pori berukuran besar dapat memiliki konduktivitas
hidrolik yang lebih tinggi dibanding tanah-tanah liat dengan pori-pori sempit, walaupun total pori pada tanah liat lebih tinggi. Perekahan, lubang bekas cacing
dan bekas akar merupakan saluran yang sangat baik untuk pergerakan air dalam tanah. Pada aliran jenuh, struktur tanah yang stabil dengan pori yang kaku seperti
batu pasir memiliki konduktivitas hidrolik jenuh Ks relatif konstan, dan besarnya kira-kira 10
-2
– 10
-3
cmdetik pada pasir, dan 10
-4
– 10
-7
cmdetik pada tanah liat Hillel, 1980.
Perubahan di dalam ukuran, jumlah, dan kontinuitas pori dapat berpengaruh terhadap konduktivitas hidrolik dalam tanah Aydin et al., 2004; Bodhinayake et
al., 2004; Dunn dan Philips, 1992. Perubahan dalam jumlah, ukuran, dan
kontinuitas pori dapat disebabkan oleh berbagai proses fisik, kimia, dan biologi yang ada dalam tanah. Konsentrasi dan kandungan ion pada air irigasi yang
masuk pada tanah dapat merubah ukuran, jumlah dan kontinuitas pori sehingga berpengaruh terhadap konduktivitas hidrolik tanah. Konduktivitas hidrolik tanah
dapat menurun apabila konsentrasi solute berkurang, misalnya setelah irigasi atau terjadi hujan, akibat terjadinya swelling pembengkakan dan dispersi.
Swelling dan dispersi liat dalam matrik tanah merupakan fenomena yang
saling berhubungan. Terjadinya swelling dan dispersi ini juga dipengaruhi oleh jenis kation yang ada dalam larutan tanah. Hancuran dan migrasi partikel liat
selama terjadi aliran menyebabkan penyumbatan pori, sehingga mengurangi ukuran dan jumlah pori tanah Aydin et al., 2004, selanjutnya mengurangi
konduktivitas hidrolik tanah Lado et al., 2004. Disintegrasi agregat yang disebabkan oleh proses slaking perpecahan
selama pembasahan dapat terjadi jika agregat tidak cukup kuatstabil bertahan terhadap tekanan-tekanan yang dihasilkan oleh swelling, udara terjerap, pelepasan
panas secara cepat selama pembasahan, dan tindakan mekanik pergerakan air Lado et al., 2004. Swelling dan dispersi liat merupakan dua mekanisme utama
14
penyebab pengurangan konduktivitas hidrolik apabila tanah-tanah tercuci dan terdeionisasi, melalui penutupan pori oleh partikel-partikel liat yang terdispersi.
Kebalikannya pada konsentrasi elektrolit di atas 10 mmolliter pembengkakan liat merupakan proses utama yang menyebabkan penurunan konduktivitas hidrolik di
mana pada konsentrasi larutan di bawah nilai flokulasi, dispersi dan migrasi partikel-partikel liat yang terdispersi ke dalam pori-pori konduktif merupakan
proses-proses dominan Lado et al., 2004. Konduktivitas hidrolik permeabilitas tanah dapat bersifat sama atau
bervariasi dari titik ke titik dalam tanah. Apabila permeabilitas tanah sangat heterogen, dikatakan memiliki permeabilitas yang inhomogenous. Inhomogenous
bisa disebabkan oleh layering pada lapisan tanah. Tanah–tanah yang berlapis umumnya memilki konduktivitas hidrolik yang tidak homogen, disebabkan oleh
perbedaan sifat-sifat fisik tanah. Iwata et al. 1995 membuat persamaan untuk menentukan konduktivitas hidrolik tanah-tanah yang berlapisan.
....................... 2
Di mana Li adalah ketebalan tiap lapisan cm dan Ki cmjam adalah konduktivitas tiap lapisan tanah. Apabila tanah memiliki permeabilitas yang sama
pada setiap arah, dikatakan tanah yang isotropic. Tanah yang memiliki hantaran berbeda pada tiap arah, dikatakan anisotropic, misalnya konduktivitas pada arah
vertikal lebih tinggi atau lebih rendah dari pada arah horisontal. Anisotropic umumnya disebabkan oleh bentuk struktur tanah, yang bisa laminar, lempeng,
kolumnar, atau bentuk yang lain. Sedangkan perbedaan nilai K yang tergantung pada arah aliran sepanjang garis aliran disebut dengan asymetris.
Perubahan karakteristik pori tanah yang diakibatkan oleh pengelolaan tanah dapat mempengaruhi konduktivitas hidrolik tanah, sehingga berpengaruh pada
pergerakan air dalam tanah. Pengelolaan tanah yang dapat memperbaiki pori dapat meningkatkan konduktivitas hidrolik tanah, sebaliknya pengelolaan tanah
yang merusak pori tanah dapat menurunkan nilai konduktivitas hidrolik tanah.
K
rataan
= Σ Li Ki
Σ Li
15
Perbedaan konduktivitas hidrolik tanah baik jenuh maupun tak jenuh tiap lapisan kedalaman tanah dapat sebagai petunjuk cepat atau lambatnya aliran air
pada tiap kedalaman, sehingga berpengaruh pada distribusi air tiap lapisan kedalaman tanah. Distribusi air tiap kedalaman tanah berpeluang pada kelarutan
hara. Selain itu, pergerakan air yang cepat berpotensi membawa hara baik yang masih berupa pupuk, terlarut, maupun yang terikat oleh koloid tanah; sehingga
menentukan kadar hara pada setiap lapisan profil tanah.
2.3. Pergerakan Air dalam Tanah
