bab 4 morfologi dan sifat fisik
TPE 4001
Morfologi
dan
Sifat Fisik Tanah
Foto: M. van Noordwijk
Tanah di kawasan
perbukitan kapur
Tanah di kawasan
pegunungan
Tanah di kawasan
pantai
LAPISAN dan HORISON
Tanah berkembang kearah
vertikal, sehingga terjadi
lapisan lapisan horisontal,
dinamakan lapisan tanah
atau horison tanah
Typical Soil Profile
%
&
'
!
$
"
#
!
Soil Horizons
O
!
"#
!
"
A
! "
$
% "
E
%
)
'(
$
!
&
"
&
Zone of Leaching"
*
B *
$
+
",
Zone of Accumulation"
C
!
!
R - !
"
.
"
Karakterisasi Morfologi Tanah
Perlu informasi:
Warna
Tekstur Tanah
Struktur Tanah
Konsistensi
Pori
arsitektur tanah dan sifat sifat fisik
/
,
Sifat tanah yang paling mudah dilihat dan mudah
ditetapkan
Tidak banyak berpengaruh langsung pada tanah,
tetapi merupakan indikator sifat tanah
Warna tanah merupakan indikasi sbb:
Kandungan bahan organik; makin banyak bahan
organik, warna makin gelap
Warna tanah dan Temperatur: tanah berwarna gelap
lebih banyak menyerap panas, maka cepat panas
dengan suhu yang tinggi
Warna tanah dan bahan induk: umumnya bahan induk
warna gelap akan membentuk tanah berwarna gelap
/
/
%
%
0123
!
(
.
5
%
4
!
.5
.%
/
6
7
6
!
58%
029: (8;
/
4
/
7
!
&
!
!
!
32<
Warna Tanah
Sifat tanah yang paling mudah kelihatan
Dikuantifikasi dengan “Munsell color
chart”
Hue – warna dasar (merah, kuning 9)
Value – derajat terang atau gelap
Chroma – intensitas atau kecerahan
Contoh : 10YR5/6
Hue 10YR
Value 5
Chroma 6
halaman
baris
kolom
Value:
6menunjukkan kecerahan suatu warna
6Berkisar dari 0 (hitam) sampai 10
(putih)
Chroma:
menunjukkan derajad
perubahan warna dari warne
netral pada value yang sama
batas bawah adalah 0, tapi
tidak ada batas atas
dalam tanah, Chroma
jarang melampaui 8
Munsell Color Chart
= Great description of hue value chroma
Munsell Color Chips
Bahan Organik – gelap – value rendah
Logam tereduksi – Gley
Hue biru – hijau & Chroma rendah
Besi yang teroksidasi
(Hue kemerahan & Chroma tinggi
Lapisan liat silikat diselimuti okside besi (Hue : kekuningan)
Hubungan warna tanah dan Drainase
Drainase Tanah:
8
KLAS Drainase tanah
"""""""""""""""""" ,
& >
""""""""""""""" /
!
&
"""""" /
& >
"""""""""""""""""""" /
& >
!
>
Partikel Tanah
6
.&
.
!"#
$
!
!
,-.
"
,
%&' (&'
(&' '&)
'&) '&%)
'&%) * '&('
'&(' * '&')
'&') * '&''%
/ '&''%
$
$
,
*
*
*
$
$
+
$
$
- !
#
Pengertian kualitatif
4
=
Pengertian kuantitatif
4
=
TEKSTUR mencerminkan ukuran partikel tanah yang dominan
Menetapkan Kelas Tekstur dengan perasaan
(by Feel)
HUKUM STOKES
Menjelaskan kecepatan jatuhnya partikel dalam media cair
Kecepatan jatuhnya partikel sebanding dengan pangkat
dua jari jarinya :
HUKUM STOKES
Kecepatan jatuhnya partikel sebanding dengan pangkat dua jari
jarinya
SEGITIGA TEKSTUR
(USDA)
Tekstur Tanah vs. Sifat Tanah
Tanah Berliat
(fine textured)
%
?2
33
Silty
Clay
Sandy
Clay
@2
Clay Loam
Silty Clay
Loam
Tanah
Berdebu/Berlempung
(medium textured)
@2
(3
Silty Clay
Loam
Sandy Clay
Loam
A3
;2
Loam
A2
32
Silt Loam
;2
12
Tanah Berpasir
(coarse textured)
;2
02
Sand
Sandy Loam
Loamy
Sand
A2
32
Luas Permukaan
vs.
butiran kasar
agregat dari partikel partikel halus
Permukaan Jenis Tanah
= Permukaan Jenis (specific surface)
; 60
B
8
= Penting 6
Permukaan Jenis Tanah
=
C
=
B
B
B
4
0 (2
(2 ;22
;22 D22
;
60
;
60
;
60
= Permukaan Jenis
Tekstur
Pengaruh Tekstur pada
Lingkungan Tanah
Struktur Tanah
granular
Penyebab dan Akibat
(proses bisa dipelajari di
laboratorium)
prismatik
Struktur Tanah
= Agregat, peds, atau clods adalah partikel
sekunder
= Struktur dikelompokkan berdasar :
B Bentuk (gumpal, pipih , kubus, prisma)
B Ukuran (kasar, sedang, halus)
B Kemantapan (kuat, sedang, lemah)
Pembentukan Struktur
E
Flokulasi
(kimiawi)
Pembentukan Struktur
“perekat” organik dan anorganik
Agregasi
Struktur Tanah
&
>
8
F
Pengelolaan yang jelek
Granular
Masif
Pemadatan Horizon Permukaan
tekanan
Struktur Lempeng
Struktur
Lapisan Bawah
Prismatik
Pertambahan panjang ke arah vertikal
=tekanan lateral > tekanan vertikal
Struktur Kubus (blocky)
(horizon bawah permukaan)
Struktur tanah
Pentingnya struktur tanah
Meningkatkan infiltrasi air, jadi mengurangi limpasan
permukaan (runoff) dan erosi serta meningkatkan
jumlah air tersedia untuk tanaman
Meningkatkan daya perkecambahan biji, pertumbuhan
akar, dan kedalaman perakaran.
Meningkatkan pemeabilitas
Mempertahankan Struktur Tanah
1.
2.
3.
Olah tanah pada kandungan air yang sesuai
Tidak mengolah tanah jika terlalu basah, merusak
agregat
Menambahkan pupuk dan kapur yang sesuai.
Pertumbuhan tanaman yang baik membantu
perkembangan struktur tanah yang baik
Struktur Tanah
Mempertahankan Struktur Tanah
3.
4.
5.
Menanam rumput dan legumes. Biomasa organik
tanaman tersebut dapat membantu menstabilasi
agregat
Pertumbuhan legum juga akan merangsang
pertumbuhan mikroorganisme tanah, termasuk
jamur yang dengan hifanya bisa menstabilasi
ped
Mempertahankan atau menambah kandungan
bahan organik tanah
Horizon
A
granular
Horizon
B
prisma
Tidak
berstruktur
masif
Tipe
Struktur
Tanah
butir
Tidak
berstruktur
kubus
Horizon
B
lempeng
Horizon
E
Struktur tanah
di lapangan
granuler
Lempeng
Prisma
Kubus
prisma
!
,
Berat Isi (kerapatan isi)
Tanah Organik
ρ ≈ 2"D
6(
Lapisan bawah
yang mampat
ρ≈0A
6(
H
$
4
G
!
.
,
.
"
−
ρ =
=
%
Berat Isi menggunakan
BVolume padatan tanah dan ruangan pori
BTergantung bagaimana susunan partikel
0
,
ρ =
.
1
−
Berat jenis partikel menggunakan
BTidak tergantung berat isi tanah
BTergantung komposisi mineralogi
BNilai umumnya 2.65 2.7 Mg m 3
=
%
."
$
Nilai berikut dijumpai pada tanah yang masih
alami atau tanah pertanian yang tidak
mengalami pemadatan
.
.
.
2$
(&) (&4
$
.
"
(&3 (&5
(&( (&6
3
Fakta mengenai Berat Isi
Tanah berpasir memiliki BI yang agak tinggi
Bahan organik menurunkan BI
6(
6(
>H
0
Tanah yang terdiri dari campuran berbagai ukuran
partikel bisa memiliki BI tinggi
%
6(
>H ';
Nilai BI umumnya bertambah besar pada lapisan
lebih dalam
!"
ρ ≈ !#$%
&'
Berat 1 ha = 104 m2 x 0,15 m x 1,2 Mg m 3
= 180 Mg = 180 ton
Perlu berapa truk ???
%
φ=
=
%
ρ
φ= −
ρ
Nilai BI dan Porositas
(
)
*
&'+
*
'
&'+
#
$
2
Pasir yang homogen
0
Agregat Liat
Ruang Pori Mikro (Micropores)
E
Flokulasi
Agregasi
Porositas Internal
7 !"! - !"
Menggambarkan kekuatan kohesi dan adhesi antar
partikel dalam berikatan satu sama lain. Besarnya
kekuatan ini berbeda jika kadar air tidak sama.
Konsistensi menjelaskan kekuatan ikatan antar
partikel tanah jika mendapat tekanan pada tingkat
kelembaban yang berbeda
ditentukan dalam
kondisi :
=Basah
=Lembab
=Kering
Konsistensi Tanah
1.
BASAH
B I
B
2.
LEMBAB
B
3.
KERING
B
Konsistensi Tanah
Konsistensi mengindikasikan
C
I
6
B
"
,
"
7 !"! - !"
Konsistensi mencerminkan :
1. Jumlah dan jenis mineral liat yang dominan
2. Kondisi kemudahan tanah bisa diolah
3. Potensi terjadinya pemadatan (compaction)
7 !"! - !"
Besarnya gaya kohesi dan adesi yang mengikat partikel dalam
sebuah agregat
Konsistensi tanah memberikan indikasi :
di mana zona yang bisa menghambat pertumbuhan akar atau
perkecambahan
di mana mungkin terjadi lapisan mampat seperti hardpans
,
$%
'
%
-
!
&&
" "#
(
#
(
)
(
*
)
(
&
(
#
&
*
&
)
&
.
&
&
#
#-8 - !"
Mana mungkin mempelajari TANAH
hanya di atas meja (laboratorium) ?????
,)G)
) )GF)G
Morfologi
dan
Sifat Fisik Tanah
Foto: M. van Noordwijk
Tanah di kawasan
perbukitan kapur
Tanah di kawasan
pegunungan
Tanah di kawasan
pantai
LAPISAN dan HORISON
Tanah berkembang kearah
vertikal, sehingga terjadi
lapisan lapisan horisontal,
dinamakan lapisan tanah
atau horison tanah
Typical Soil Profile
%
&
'
!
$
"
#
!
Soil Horizons
O
!
"#
!
"
A
! "
$
% "
E
%
)
'(
$
!
&
"
&
Zone of Leaching"
*
B *
$
+
",
Zone of Accumulation"
C
!
!
R - !
"
.
"
Karakterisasi Morfologi Tanah
Perlu informasi:
Warna
Tekstur Tanah
Struktur Tanah
Konsistensi
Pori
arsitektur tanah dan sifat sifat fisik
/
,
Sifat tanah yang paling mudah dilihat dan mudah
ditetapkan
Tidak banyak berpengaruh langsung pada tanah,
tetapi merupakan indikator sifat tanah
Warna tanah merupakan indikasi sbb:
Kandungan bahan organik; makin banyak bahan
organik, warna makin gelap
Warna tanah dan Temperatur: tanah berwarna gelap
lebih banyak menyerap panas, maka cepat panas
dengan suhu yang tinggi
Warna tanah dan bahan induk: umumnya bahan induk
warna gelap akan membentuk tanah berwarna gelap
/
/
%
%
0123
!
(
.
5
%
4
!
.5
.%
/
6
7
6
!
58%
029: (8;
/
4
/
7
!
&
!
!
!
32<
Warna Tanah
Sifat tanah yang paling mudah kelihatan
Dikuantifikasi dengan “Munsell color
chart”
Hue – warna dasar (merah, kuning 9)
Value – derajat terang atau gelap
Chroma – intensitas atau kecerahan
Contoh : 10YR5/6
Hue 10YR
Value 5
Chroma 6
halaman
baris
kolom
Value:
6menunjukkan kecerahan suatu warna
6Berkisar dari 0 (hitam) sampai 10
(putih)
Chroma:
menunjukkan derajad
perubahan warna dari warne
netral pada value yang sama
batas bawah adalah 0, tapi
tidak ada batas atas
dalam tanah, Chroma
jarang melampaui 8
Munsell Color Chart
= Great description of hue value chroma
Munsell Color Chips
Bahan Organik – gelap – value rendah
Logam tereduksi – Gley
Hue biru – hijau & Chroma rendah
Besi yang teroksidasi
(Hue kemerahan & Chroma tinggi
Lapisan liat silikat diselimuti okside besi (Hue : kekuningan)
Hubungan warna tanah dan Drainase
Drainase Tanah:
8
KLAS Drainase tanah
"""""""""""""""""" ,
& >
""""""""""""""" /
!
&
"""""" /
& >
"""""""""""""""""""" /
& >
!
>
Partikel Tanah
6
.&
.
!"#
$
!
!
,-.
"
,
%&' (&'
(&' '&)
'&) '&%)
'&%) * '&('
'&(' * '&')
'&') * '&''%
/ '&''%
$
$
,
*
*
*
$
$
+
$
$
- !
#
Pengertian kualitatif
4
=
Pengertian kuantitatif
4
=
TEKSTUR mencerminkan ukuran partikel tanah yang dominan
Menetapkan Kelas Tekstur dengan perasaan
(by Feel)
HUKUM STOKES
Menjelaskan kecepatan jatuhnya partikel dalam media cair
Kecepatan jatuhnya partikel sebanding dengan pangkat
dua jari jarinya :
HUKUM STOKES
Kecepatan jatuhnya partikel sebanding dengan pangkat dua jari
jarinya
SEGITIGA TEKSTUR
(USDA)
Tekstur Tanah vs. Sifat Tanah
Tanah Berliat
(fine textured)
%
?2
33
Silty
Clay
Sandy
Clay
@2
Clay Loam
Silty Clay
Loam
Tanah
Berdebu/Berlempung
(medium textured)
@2
(3
Silty Clay
Loam
Sandy Clay
Loam
A3
;2
Loam
A2
32
Silt Loam
;2
12
Tanah Berpasir
(coarse textured)
;2
02
Sand
Sandy Loam
Loamy
Sand
A2
32
Luas Permukaan
vs.
butiran kasar
agregat dari partikel partikel halus
Permukaan Jenis Tanah
= Permukaan Jenis (specific surface)
; 60
B
8
= Penting 6
Permukaan Jenis Tanah
=
C
=
B
B
B
4
0 (2
(2 ;22
;22 D22
;
60
;
60
;
60
= Permukaan Jenis
Tekstur
Pengaruh Tekstur pada
Lingkungan Tanah
Struktur Tanah
granular
Penyebab dan Akibat
(proses bisa dipelajari di
laboratorium)
prismatik
Struktur Tanah
= Agregat, peds, atau clods adalah partikel
sekunder
= Struktur dikelompokkan berdasar :
B Bentuk (gumpal, pipih , kubus, prisma)
B Ukuran (kasar, sedang, halus)
B Kemantapan (kuat, sedang, lemah)
Pembentukan Struktur
E
Flokulasi
(kimiawi)
Pembentukan Struktur
“perekat” organik dan anorganik
Agregasi
Struktur Tanah
&
>
8
F
Pengelolaan yang jelek
Granular
Masif
Pemadatan Horizon Permukaan
tekanan
Struktur Lempeng
Struktur
Lapisan Bawah
Prismatik
Pertambahan panjang ke arah vertikal
=tekanan lateral > tekanan vertikal
Struktur Kubus (blocky)
(horizon bawah permukaan)
Struktur tanah
Pentingnya struktur tanah
Meningkatkan infiltrasi air, jadi mengurangi limpasan
permukaan (runoff) dan erosi serta meningkatkan
jumlah air tersedia untuk tanaman
Meningkatkan daya perkecambahan biji, pertumbuhan
akar, dan kedalaman perakaran.
Meningkatkan pemeabilitas
Mempertahankan Struktur Tanah
1.
2.
3.
Olah tanah pada kandungan air yang sesuai
Tidak mengolah tanah jika terlalu basah, merusak
agregat
Menambahkan pupuk dan kapur yang sesuai.
Pertumbuhan tanaman yang baik membantu
perkembangan struktur tanah yang baik
Struktur Tanah
Mempertahankan Struktur Tanah
3.
4.
5.
Menanam rumput dan legumes. Biomasa organik
tanaman tersebut dapat membantu menstabilasi
agregat
Pertumbuhan legum juga akan merangsang
pertumbuhan mikroorganisme tanah, termasuk
jamur yang dengan hifanya bisa menstabilasi
ped
Mempertahankan atau menambah kandungan
bahan organik tanah
Horizon
A
granular
Horizon
B
prisma
Tidak
berstruktur
masif
Tipe
Struktur
Tanah
butir
Tidak
berstruktur
kubus
Horizon
B
lempeng
Horizon
E
Struktur tanah
di lapangan
granuler
Lempeng
Prisma
Kubus
prisma
!
,
Berat Isi (kerapatan isi)
Tanah Organik
ρ ≈ 2"D
6(
Lapisan bawah
yang mampat
ρ≈0A
6(
H
$
4
G
!
.
,
.
"
−
ρ =
=
%
Berat Isi menggunakan
BVolume padatan tanah dan ruangan pori
BTergantung bagaimana susunan partikel
0
,
ρ =
.
1
−
Berat jenis partikel menggunakan
BTidak tergantung berat isi tanah
BTergantung komposisi mineralogi
BNilai umumnya 2.65 2.7 Mg m 3
=
%
."
$
Nilai berikut dijumpai pada tanah yang masih
alami atau tanah pertanian yang tidak
mengalami pemadatan
.
.
.
2$
(&) (&4
$
.
"
(&3 (&5
(&( (&6
3
Fakta mengenai Berat Isi
Tanah berpasir memiliki BI yang agak tinggi
Bahan organik menurunkan BI
6(
6(
>H
0
Tanah yang terdiri dari campuran berbagai ukuran
partikel bisa memiliki BI tinggi
%
6(
>H ';
Nilai BI umumnya bertambah besar pada lapisan
lebih dalam
!"
ρ ≈ !#$%
&'
Berat 1 ha = 104 m2 x 0,15 m x 1,2 Mg m 3
= 180 Mg = 180 ton
Perlu berapa truk ???
%
φ=
=
%
ρ
φ= −
ρ
Nilai BI dan Porositas
(
)
*
&'+
*
'
&'+
#
$
2
Pasir yang homogen
0
Agregat Liat
Ruang Pori Mikro (Micropores)
E
Flokulasi
Agregasi
Porositas Internal
7 !"! - !"
Menggambarkan kekuatan kohesi dan adhesi antar
partikel dalam berikatan satu sama lain. Besarnya
kekuatan ini berbeda jika kadar air tidak sama.
Konsistensi menjelaskan kekuatan ikatan antar
partikel tanah jika mendapat tekanan pada tingkat
kelembaban yang berbeda
ditentukan dalam
kondisi :
=Basah
=Lembab
=Kering
Konsistensi Tanah
1.
BASAH
B I
B
2.
LEMBAB
B
3.
KERING
B
Konsistensi Tanah
Konsistensi mengindikasikan
C
I
6
B
"
,
"
7 !"! - !"
Konsistensi mencerminkan :
1. Jumlah dan jenis mineral liat yang dominan
2. Kondisi kemudahan tanah bisa diolah
3. Potensi terjadinya pemadatan (compaction)
7 !"! - !"
Besarnya gaya kohesi dan adesi yang mengikat partikel dalam
sebuah agregat
Konsistensi tanah memberikan indikasi :
di mana zona yang bisa menghambat pertumbuhan akar atau
perkecambahan
di mana mungkin terjadi lapisan mampat seperti hardpans
,
$%
'
%
-
!
&&
" "#
(
#
(
)
(
*
)
(
&
(
#
&
*
&
)
&
.
&
&
#
#-8 - !"
Mana mungkin mempelajari TANAH
hanya di atas meja (laboratorium) ?????
,)G)
) )GF)G