laporan praktikum1
DESCRIPTION
teknik irigasiTRANSCRIPT
LAPORAN PRAKTIKUMTEKNIK IRIGASI DAN DRAINASE
PEMBUATAN DAN KALIBRASI GYPSUM BLOCK (PENGUKURAN KADAR LENGAS TANAH)
Oleh:
Helmi Purwo AsmoroNIM A1H011046
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO
2013
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Tanah adalah komponen alam yang berfungsi sebagai media bagi tumbuhnya
tanaman. Peran tanah didalam aktivitas pertanian sangatlah penting, mengingat tanah
merupakan penopang bagi tumbuhnya tanaman untuk memperoleh air maupun
nutrisi. Tanah yang baik adalah tanah yang ideal, yang artinya bahwa tanah tersebut
mampu memberikan secara optimal kebutuhan yang dibutuhkan oleh tanaman
sebenarnya. Cara untuk membuat tanah optimal pun dapat dilakukan dengan berbagai
cara, dan itu semua dapat dipelajari didalam kajian ilmu tanah. Terkadang kebutuhan
tanaman yang paling banyak adalah air, yang mana iar tersebut merupakan komponen
besar yang menyusun tanah. Adanya air tidak hanya berguna sebagai pembantu untuk
kebutuhan pokok saja, melainkan dengan adanya air memudahkan tanaman untuk
mengangkut unsure hara yang diperlukan tanaman melalui perantara air untuk
melarutkannya.
Kandungan air didalam tanah perlu diketahui oleh setiap aktivitas yang
bersudut pada kegiatan pertanian, baik kegiatan pra panen maupun kegiatan pasca
panen. Mengetahui kandungan air atau kadar air didalam tanah akan memudahkan
kita untuk menilai seberapa besar kebutuhan air yang diperlukan oleh tanaman. Cara
untuk mengetahuinya pun dapat dilakukan dengan berbagai macam cara, baik secara
metode gravimetric maupun secara sifat dielektrik. Namun pada bahasan kali ini akan
menggunakan metode yang menggunakan gypsum block, yang mana melalui gypsum
blok diharapkan dapat membantu untuk mengetahui resistansi tanah yang sebenarnya.
Dengan mengetahui resistansi tanah tersebut, maka dapat hubungkan dengan kadar
air didalam tanah yangmana antara kadar air dengan resistansi tanah memiliki
hubungan yang saling berpengaruh. Selain itu, dengan menggunakan metode ini lebih
praktis dan effisien dalam penentuan kadar iar didalam tanah.
B. Tujuan
1. Mahasiswa dapat mengetahui cara pembuatan gypsum block.
2. Mahasiswa dapat mengetahui cara kalibrasi gypsum block.
3. Mahasiswa dapat mengetahui cara kalibrasi multimeter.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Menurut Islami dan Utomo (1995), status air tanah dalam hubungannya
dengan tanah secara keseluruhan dapat dinyatakan dalam kandungan air massa (W)
atau kandungan air volume (θ). Cara yang paling sederhana untuk menentukan
kandungan air tanah adalah dengan menimbang sejumlah sampel tanah (biasanya
sekitar 10-20 gram) dalam keadaan lembab atau basah (Tb), kemudian contoh tanah
tersebut dikeringkan dalam oven pada suhu 105 °C selama 4-24 jam. Selanjutnya
tanah kering ditimbang (Tk), dan kandungan air massa (W), diperoleh dengan:
W=
Tb − TkTk x 100 %
Cara penentuan kandungan air semacam ini disebut “cara gravimetri”, dan
merupakan cara penentuan kadar air secara langsung dan digunakan sebagai kalibrasi.
Dengan cara gravimetri, walaupun sangat sederhana, asal dikerjakan secara benar dan
teliti, hasil yang diperoleh dapat dipertanggung jawabkan. Selain cara tersebut diatas,
yang merupakan cara penentuan kadar air tanah tidak langsung antara lain neutron
probe dan cara tensiometer.
.Air merupakan unsur tanah yang dinamis. Dikenal dua macam pergerakan air
dalam tanah, yaitu (1) pergerakan tidak jenuh, dan (2) pergerakan jenuh.
1. Pergerakan air tidak jenuh
Pada tanah-tanah yang mempunyai muka air tanah dekat dengan permukaan
tanah, pergerakan air kapiler ke atas mempunyai arti penting untuk mempertahankan
atau menjamin kelembaban tanah di daerah perakaran. Bila air bergerak dari muka air
tanah ke atas melalui pori mikro, maka pergerakan tidak jenuh ini merupakan gejala
kapilaritas yang prinsipnya serupa dengan kenaikan air kapiler dalam tabung. Adhesi
dan kohesi secara aktif berlangsung. Pergerakan tidak jenuh dalam tanah
berlangsung tidak teratur, dan permukaan air yang menaik berbentuk tak menentu.
Membengkaknya tanah dan adanya udara yang terjebak antara butir-butir tanah
menghalangi kecepatan gerakan dan pori-pori yang besar sama sekali tidak
dijembatani.
2. Pergerakan Air Jenuh Dalam Tanah
Air hujan atau air irigasi yang memasuki tanah, mula-mula menggantikan
udara yang terdapat dalam pori makro. Air tambahan berikutnya akan bergerak ke
bawah melalui proses pergerakan air jenuh. Gerakan ini berlangsung terus selama
cukup air ditambahkan dan tidak ada penghalang. Pergerakan air jenuh ditentukan
oleh dua faktor, yaitu (1) daya air yang bergerak (driving force), dan (2) kemampuan
pori melakukan air (hydraulic conductivity = hantaran hidraulik).
Menurut Hansen (1979), sifat-sifat listrik dari tahanan (penghantar), penguat
tcapacitance), dan kekuatan listrik dapat digunakan untuk menunjukkan kadar
kelembaban. Perubahan kelembaban mempengaruhi semua sifat listrik tersebut. Blok
yang porus yang berisi elemen listrik dimasukkan ke dalam tanah. Multimeter
merupakan alat pengukur serba guna antara lain dapat digunakan untuk mengukur :
tahanan, tegangan dan arus listrik. Karena multimeter tidak dapat menunjukkan
lengas tanah secara langsung, maka perlu dilakukan kalibrasi terhadap gypsum blok
terlebih dahulu sehingga diperoleh persamaan kalibrasi dari hasil regresi linear dari
masing-masing gypsum tersebut. Karena kadar kelembaban blok berubah, sifat-sifat
listrik juga berubah.
Menurut Hansen (1979), sifat-sifat listrik dari tahanan (penghantar), penguat
(capacitance), dan kekuatan listrik dapat digunakan untuk menunjukkan kadar
kelembaban. Perubahan kelembaban mempengaruhi semua sifat listrik tersebut. Blok
yang porus yang berisi elemen listrik dimasukkan ke dalam tanah. Multimeter
merupakan alat pengukur serba guna antara lain dapat digunakan untuk mengukur :
tahanan, tegangan dan arus listrik. Karena multimeter tidak dapat menunjukkan
lengas tanah secara langsung, maka perlu dilakukan kalibrasi terhadap gypsum block
terlebih dahulu sehingga diperoleh persamaan kalibrasi dari hasil regresi linear dari
masing-masing gypsum tersebut. Karena kadar kelembaban blok berubah, sifat-sifat
listrik juga berubah.
Blok gypsum bekerja paling baik pada tegangan antara 1-15 atm. Blok gypsum
dapat larut dan rusak dalam satu sampai tiga kali pemakaian. Namun demikian,
gypsum kurang peka terhadap garam tanah, hal tersebut dikarenakan konsentrasi
gypsum yang dapat larut di dalam air dalam suatu blok gypsum. Biasanya ada, variasi
yang besar diantara blok dan perubahan yang besar terjadi dalam kalibrasi selama
pemakaian.
III. METODOLOGI
A. Alat dan Bahan
1. Bubuk gypsum block 6. Kabel
1. Air sebagai pelarut 7. Plat logam
2. Tanah 8. Oven
3. Timbangan 9. Pencetak gypsum
4. Plastik 10. Multimeter
B. Prosedur Kerja
1. Membuat gypsum block, dengan cara sebagai berikut:
a. Membagi kabel menjadi dua, lalu mengupas sedikit pada kedua ujungnya
b. Salah satu ujung kabel di ikatkan dengan plat logam
c. Membuat adonan gypsum block dengan penambahan air sedikit-sedikit agar
tidak terlalu encer.
d. Mencetak adonan gypsum block kedalam pipa pralon yang dibelah menjadi
dua yang sudah diberi karet sampai setengah tinggi pralon dengan lapisan
plastik untuk alasnya. Mengkondisikan agar adonan yang akan dicetak tidak
terdapat gelembung udara.
e. Menempatkan dua kabel yang sudah diberi plat logam tadi dengan posisi plat
logam berada dibawah menempel pada gypsum block dan kedua plat logam
tidak boleh bersentuhan atau terlalu dekat dengan pralon.
f. Menambahkan adonan gypsum block sampai penuh.
g. Mengangin-anginkan gypsum block sampai kering lalu membuka cetakan
dengan hati-hati.
h. Membuat satu lagi gypsum block dengan cara yang sama.
2. Tanah ditempatkan dalam pot, dengan kondisi tanah tidak terlalu banyak air.
3. Gypsum Block ditanam sebanyak enam buah dengan kedalaman 15 cm.
4. Tanah disiram sampai keadaan jenuh.
5. Setelah 24 jam mengukur gypsum block dengan menggunakan multimeter dan
ambil sampel tanah kemudian dimasukan kedalam cawan, sampel tanah dan
cawan ditimbang, kemudian dioven selama 24 jam.
6. Setelah dioven, sampel tanah dan cawan ditimbang. Kemudian sampel tanah
dibuang dan cawan ditimbang
7. Hal yang sama seperti ditulis diatas dilakukan dengan rentang waktu 24 jam
sekali sampai konstan atau mendekati titik layu permanen.
8. Hasilnya dicatat kemudian dihitung kadar airnya dengan rumus :
W =
M a−M b
M b−M c
x 100 %
Dimana : Ma = Berat cawan dan tanah basah
Mb = Berat cawan dan tanah kering
Mc = Berat cawan
9. Membuat grafik hubungan antara kadar air tanah dengan hambatan gypsum block.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
1. Gypsum I
Hari ke - Berat Tanah
Basah + Cawan
Berat Tanah
Kering + Cawan
Ka kΩ
1 9,30 7,44 58,1 % -0,2
2 9,30 7,50 55,2 % 1,677
3 9,30 7,65 48,8 % 1,9
4 9,30 7,69 46,6 % 2,71
2. Gypsum II
Hari ke - Berat Tanah
Basah + Cawan
Berat Tanah
Kering + Cawan
Ka kΩ
1 9,26 7,38 59,8 % 0,38
2 9,26 7,45 56,4 % 1,532
3 9,26 7,53 52,6 % 1,98
4 9,26 7,60 49,4 % 2,76
Perhitungan Kadar Air Gypsum
Rumus : Ka= Ma−MbMb−Mc
x 100 %
Keterangan: Ma = Berat cawan + tanah basah Berat cawan = 4,8 gram
Mb = Berat cawan + tanah kering Berat cawan = 4,9 gram
Mc = Berat cawan
Kadar air
1. Gypsum I
1. 9,30−7,447,44−42,4
x 100 % = 58,1 %
2.9,30−7,507,50−4,24
x 100 % = 55,2 %
3.9,30−7,657,65−4,24
x 100 % = 48,8 %
4.9,30−7,697,69−4,24
x 100 % = 46,6 %
2. Gypsum II
1.9,26−7,387,38−4,24
x 100 % = 59,8 %
2.9,26−7,457,45−4,24
x 100 % = 56,4 %
3.9,26−7,537,53−4,24
x 100 % = 52,6 %
4.9,26−7,607,60−4,24
x 100 % = 49,4 %
B. Pembahasan
Gypsum merupakan mineral yang sangat lembut yang tersusun dari calcium
sulfate dehydrate dengan rumus kimia CaSO4 2H2O. Gypsum block digunakan untuk
mengukur kelembaban tanah dan membantu dalam membuat kekuatan irigasi atau
pengairan. Gypsum block berguna juga untuk penanaman dimana termasuk juga
penentuan jadwal periode irigasi pada kondisi kelembaban tanah kering secara relatif.
Pengukuran kelembaban tanah digunakan untuk memastikan tingkatan kelembaban
tanah yang cocok yang dapat digunakan untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman.
Namun demikian, gypsum block kurang peka terhadap garam tanah, hal tersebut
dikarenakan konsentrasi gypsum yang dapat larut di dalam air dalam suatu gypsum
block. Gypsum blok adalah bahan bangunan ringan besar terdiri dari gipsum yang
solid, untuk membangun dan mendirikan dinding ringan tahan api non-load bearing
interior, dinding partisi, dinding rongga, dinding kulit dan pilar casing dalam
ruangan. Blok gipsum terdiri dari plester gipsum, air dan dalam beberapa kasus
terdapat zat aditif seperti sayuran atau serat kayu untuk kekuatan yang lebih besar.
Namun gypsum blok juga merupakan bahan yang memiliki resistansi jika
dihubungkan dengan tanah.
Penetapan kadar air tanah dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu:
1. Gravimetris
Gravimetris merupakan cara yang paling umum dipakai. Prinsipnya adalah
mengambil sejumlah tanah basah kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu
100º-110º C untuk waktu tertentu. Air yang hilang merupakan jumlah air yang
terdapat dalam tanah basah.
Masalah utama yang perlu diperhatikan dalam pengukuran kandungan air
secara gravimetri adalah untuk mendapatkan sampel tanah yang representative.
Adalah sangat sulit dengan sampel tanah 10-20 gram dapat mewakili kondisi
lapangan yang sangat bervariasi. Untuk memperbanyak sampel tanah diperlukan
tenaga, biaya, dan waktu yang banyak. Di samping itu juga tidak dapat
mengadakan pengukuran sampel tanah berulang kali ditempat yang sama.
2. Tensiometer
Tensiometer dimungkinkan mengukur tegangan yang mengikat air, tetapi
tidak mengukur absolut air dalam tanah. Prinsipnya adalah air dalam tensiometer
akan berekuilbrium dengan air tanah melalui ujung yang poros, sehingga tegangan
air tanah sama dengan tegangan pada potensiometer (alat mengukur tegangan
pada tensiometer). Tensiometer biasanya digunakan pada tanah yang lembab.
3. Neutron (Neutron Probe)
Neutron merupakan cara penetuan kadar air paling mutakhir. Prinsipnya
adalah atom hidrogen yang terdapat dalam air tanah secaara efektif dapat
mengurangi kecepatan neutron dan membaurkannya. Karena pembauran dan
perubahan arah, sebagian dari neutron kembali ke asalnya, tetapi telah berubah
sebagai neutron yang mempunyai kecepatan yang diperlambat. Jumlah neutron
diperlambat kemudian dihubungkan dengan jumlah atom H (selanjutnya dengan
moleul H2O) yang terdapat dalam tanah. Keuntungan dengan cara ini adalah tanah
tidak terganggu dan dapat dipergunakan pada tanah yang mengandung garam.
4. Menggunakan sifat panas
Konduktivitas tanah dapat dapat dipergunakan sebagai suatu indeks
kelembaban tanah, karena besarnya konduktivitas tergantung kepada adanya
kelembaban pada tanah.
5. Blok porous (gypsum block)
Menurut Hansen (1979), sifat-sifat listrik dari tahanan (penghantar), penguat
(capacitance), dan kekuatan listrik dapat digunakan untuk menunjukkan kadar
kelembaban. Perubahan kelembaban mempengaruhi semua sifat listrik tersebut.
Multimeter merupakan alat pengukur serba guna antara lain dapat digunakan
untuk mengukur tahanan, tegangan dan arus listrik. Karena multimeter tidak dapat
menunjukkan lengas tanah secara langsung, maka perlu dilakukan kalibrasi
terhadap gypsum block terlebih dahulu sehingga diperoleh persamaan kalibrasi
dari hasil regresi linear dari masing-masing gypsum tersebut. Karena kadar
kelembaban blok berubah, sifat-sifat listrik juga berubah.
Prinsip kalibrasi dari gypsum blok itu sendiri adalah melakukan pembacaan
resistansi yang berada ditanah dengan menggunakan multimeter. Pengukuran secara
langsung ke tanah dengan menggunakan multimeter tidak bisa dilakukan sehingga
pada multimeter itu sendiri tidak menghasilkan keluaran berupa resistansi dari tanah
tersebut. Untuk itu, agar pembacaan dapat dilakukan maka digunakan gypsum blok
sebagai media untuk mengkalibrasi atau sensor untuk menghantarkan resistansi tanah
yang berdasarkan atas kandungan air ditanah tersebut.
Pada praktikum acara ini akan di bahas hasil yang di peroleh, dalam
perhitungan penentuan kadar lengas tanah kita menggunakan cara gypsum block.
Berikut merupakan hasil pengamatn dan grafik hubungan kadar air dan resitansi yang
diperoleh :
Gypsum I
Hari ke - Berat Tanah
Basah + Cawan
Berat Tanah
Kering + Cawan
Ka kΩ
1 9,30 7,44 58,1 % -0,2
2 9,30 7,50 55,2 % 1,677
3 9,30 7,65 48,8 % 1,9
4 9,30 7,69 46,6 % 2,71
Gypsum II
Hari ke - Berat Tanah
Basah + Cawan
Berat Tanah
Kering + Cawan
Ka kΩ
1 9,26 7,38 59,8 % 0,38
2 9,26 7,45 56,4 % 1,532
3 9,26 7,53 52,6 % 1,98
4 9,26 7,60 49,4 % 2,76
-0.2 1.677 1.9 2.710.00%
10.00%
20.00%
30.00%
40.00%
50.00%
60.00%
70.00%
58.10% 55.20%48.80% 46.60%
Grafik Hubungan Kadar Air Tanah dengan Resistansi pada Gypsum I
Kadar Air
Grafik Hubungan Kadar Air Tanah dengan Resistansi pada Gypsum I
0.38 1.532 1.98 2.760.00%
10.00%
20.00%
30.00%
40.00%
50.00%
60.00%
70.00%
59.80%56.40%
52.60%49.40%
Grafik Hubungan Kadar Air Tanah dengan Resistansi pada Gypsum II
Kadar Air
Grafik Hubungan Kadar Air Tanah dengan Resistansi pada Gypsum II
Dari grafik di atas dapat dijelaskan bahwa semakin tinggi kadar air suatu
tanah maka resistansinya pun semakin kecil. Hal tersebut telah dibuktikan dengan
percobaan selama empat hari, yang mana pada hari pertama ketika sampel tanah
dicampur tanah dengan air sampai becek yang menyebabkan resistansinya menjadi
kecil dan minus. Pada hari kedua didapatkan resistansi yang lebih besar dari resistansi
sebelumnya, dikarenakan kadar air yang berada pada sampel tanah yang diambil
sudah mulai berkurang. Untuk hari ketiga dan keempat pun sama yaitu semakin kadar
airnya berkurang maka resistansinya semakin besar. Namun setelah diamati dari
karakter hubungan kadar air dan resistansi dari kedua gypsum tersebut ditemukan
nilai yang tidak seragam. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor yaitu :
1. Gypsum yang kurang baik atau pembuatan gypsum yang tidak baik.
2. Pengambilan sampel tanah.
3. Tidak meratanya sebaran air sehingga antar gypsum yang satu dengan yang lain
mempunyai selisih nilai resistansi yang signifikan.
Pada pengukuran kadar lengas tanah praktikum acara ini, dibuat dua buah
gypsum block yaitu gypsum I dan gypsum II. Pada gypsum I diperoleh nilai hambatan
-0.2 kΩ dengan kadar air 58.1 %. Data yang kedua dengan nilai hambatan 1.677 kΩ
dan nilai kadar air 55.2 % pada hari kedua. Hari ketiga nilai hambatannya 1.9 kΩ dan
kadar air 48.8 %. Hari keempat nilai hambatannya 2.71 kΩ dan kadar air 46.6%.
Untuk gypsum II, pada hari pertama diperoleh kadar air 59.8% dan nilai
hambatannya 0.38 kΩ . Pada hari kedua diperoleh nilai hambatannya 1.532 kΩ dan
kadar air 56.4%, sedangkan hari ketiga kadar air 52.6% dan nilai hambatannya 1.98
kΩ. Dan pada hari keempat nilai hambatannya 2.76 kΩ dan kadar airnya 49.4 %.
Nilai hambatan dari kedua gypsum tersebut tidak stabil karena terjadi kenaikan dan
penurunan.
Kendala yang terjadi saat praktikum adalah kurangnya referensi yang
sebenarnya mengenai gypsum blok, sehingga pada saat praktikum kurang mengetahui
ketika terjadi kesalahan, terutama pada saat pengukuran resistansi dari tanah tersebut.
Ketika pengukuran resistansi didapatkan nilai yang melenceng dari percobaan yang
lain, sehingga praktikan tidak mengetahui solusi untuk mengetahui masalah tersebut.
Teknik pembuatan gypsum blok yang benar pun masih menjadi evaluasi, karena
keadaan gypsum blok yang kurang baik akan mempengaruhi uji coba, sehingga
pengetahuan tentang pembuatan gypsum blok perlu dibahas lebih luas lagi.
V. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
1. Cara pembuatan gypsum blok yaitu dengan cara membuat adonan bubuk gyps
yang sudah dikentalkan dan kemudian memasukannya kedalam sebuah
cetakan silinder berukuran 5 cm yang mana ditengahnya ditanamkan dua buah
kabel berwarna merah dan hitam.
2. Kalibrasi gypsum blok dan multimeter berguna untuk mengetahui kadar air
dengan melihat besaran keluaran berupa resistansi yang terbaca.
B. Saran
Sebaiknya untuk praktikum gypsum blok yang akan datang diharapkan agar
laboratorium dapat menyediakan alat yang banyak, terutama multimeter yang
berguna bagi praktikum acara ini sehingga dengan demikian akan membuat waktu
lebih efisien dan penggunaan multimeter dapat dilakukan tidak hanya bergiliran.
DAFTAR PUSTAKA
Asdak, C. 1995. Hidrologi Dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Yogyakarta: Gadjah Mada Univercity Press.
Hakim, N.,et al. 1986. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Sumatera Selatan: Universitas Lampung.
Hansen, V.E., O.W. Israelsen, G.E. Stringham., E.P. Tachyan dan Soetjipto. 1979. Dasar-Dasar dan Praktek Irigasi. Jakarta: Erlangga.
Hardjowigeno, S. 1992. Ilmu Tanah. Edisi ketiga. PT. Mediyatama Sarana Perkasa, Jakarta
Islami, T., et al. 1995. Hubungan Tanah, Air dan Tanaman. Malang: IKIP Semarang Press.
Kartasapoetra, dkk. 1994. Teknologi Pengairan Pertanian (Irigasi). Bumi Aksara, Jakarta.