KARAKTERISTIK KELEMBABAN TIGA JENIS TANAH

(Grumusol Cihea, Latosol Darmaga, Regosol Laladon)

Oleh: Ricka Setyo Susanti

A 24101027

PROGRAM STUDI ILMU TANAH

FAKULTAS PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2006

RINGKASAN

Ricka Setyo Susanti. Karakteristik Kelembaban Tiga Jenis Tanah (Grumusol Cihea, Latosol Darmaga, Regosol Laladon). Dibawah bimbingan Kukuh Murtilaksono dan Enni Dwi Wahjunie

Karakteristik kelembaban tanah mempunyai peranan yang penting dalam

berbagai studi mengenai hubungan air-tanah, seperti perencanaan irigasi dan

drainase, konservasi tanah dan air, dan pertumbuhan tanaman. Mengingat

pentingnya hubungan ini, maka keakuratan dalam pengukurannya sangat

diperlukan. Penelitian ini bertujuan untuk menelaah lebih dalam mengenai metode

penetapan kurva karakteristik kelembaban tanah untuk mendapatkan hasil yang

lebih akurat.

Metode penelitian yang dilakukan meliputi pengambilan contoh tanah di

lapang dan analisis tanah di laboratorium yang berlangsung dari bulan Maret

sampai Agustus 2005. Pengambilan contoh tanah dilakukan di Cihea, Darmaga,

dan Laladon yang berada di Jawa Barat. Analisis tanah dilakukan di Laboratorium

Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut

Pertanian Bogor yang meliputi pengukuran kelembaban tanah pada tekanan setara

pF 1, 2, 2.54, 3, 3.5, dan 4.2 dengan menggunakan alat Pressure Plate Apparatus,

penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang dengan metode Bouyoucos, Alhrick,

dan menggunakan alat Pressure Plate Apparatus , analisis tekstur tanah tiga

fraksi, penetapan bobot isi dengan menggunakan metode ring (untuk bobot isi

seragam di tiap taraf nilai pF) dan metode clod (untuk bobot isi tidak seragam di

tiap taraf nilai pF), penetapan Kerapatan Jenis Zarah dan Ruang Pori Total,

pengukuran kadar (%) C-organik, dan penetapan nilai COLE (Coefficient of Linier

Extensibility).

Parameter yang diamati dalam penelitian ini adalah kurva karakteristik

kelembaban tanah khususnya mengenai pengaruh jenis contoh tanah pada

pengukuran Kadar Air, pengaruh pengukuran bobot isi terhadap pengukuran kadar

air di tiap taraf nilai tekanan (pF), pendugaan kurva karakteristik kelembaban

tanah dengan persamaan matematis Raws et al. (1982), pengaruh tekstur tanah

terhadap kurva karakteristik kelembaban tanah; penetapan Kadar Air Kapasitas

Lapang; dan penetapan Jumlah Air Tersedia.

Hasil Penelitian menunjukkan bahwa pada penetapan kurva karakteristik

kelembaban tanah, penggunaan jenis contoh tanah utuh sangat tepat terutama pada

penetapan Kadar Air (% v) pF rendah. Penggunaan bobot isi tidak seragam di tiap

taraf nilai pF sangat sesuai terutama untuk jenis tanah yang memiliki kandungan

liat tinggi dan mempunyai kemampuan mengembang-mengerut. Penggunaan

perhitungan matematis Raws et al. (1982) sesuai untuk digunakan dalam

pendugaaan kurva karakteristik kelembaban tanah pada tanah yang bertekstur

lempung dengan kandungan bahan organik dan liat yang rendah. Persamaan

matematis tersebut juga dapat digunakan dalam membuat perencanaan irigasi dan

drainase di daerah yang belum memiliki fasilitas lengkap untuk menetapkan kurva

karakteristik kelembaban tanah dimana informasi tekstural dan bahan organik

tersedia. Penelitian ini menunjukkan bahwa tanah yang mempunyai tekstur halus

(liat) memiliki bentuk kurva karakteristik kelembaban yang tegak sedangkan

tanah yang bertekstur kasar (pasir) memiliki bentuk kurva karakteristik

kelembaban yang landai. Tanah yang memiliki tekstur sedang (lempung) memiliki

bentuk kurva karakteristik kelembaban diantara tanah liat dan pasir. Pada

penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang (KAKL) metode dengan menggunakan

alat Pressure Plate Apparatus (dengan contoh tanah utuh dan bobot isi yang tidak

seragam di tiap taraf nilai pF) merupakan metode yang paling tepat. Penelitian ini

juga menunjukkan bahwa pada penetapan Jumlah Air Tersedia, disarankan untuk

menggunakan jenis contoh tanah utuh dengan bobot isi tidak seragam di tiap taraf

nilai pF pada penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang (setara pF 2.54) dan

menggunakan jenis contoh tanah kering udara (lolos ayakan 2 mm) pada

penetapan Kadar Air Titik Layu Permanen (setara pF 4.2).

SUMMARY

Ricka Setyo Susanti. The Soil Moisture Characteristics of Three Different Soil Types (Grumusol Cihea, Latosol Darmaga, Regosol Laladon). Under supervision of Kukuh Murtilaksono and Enni Dwi Wahjunie

The soil moisture characteristics play an important role in many studies

concerning soil-water relation, such as irrigation and drainage planning, soil and

water conservation, and plant growth. The objective of this research is to study

soil moisture characteristic s curve in order to establish the methods to find the

most accurate result.

The research method includes soil sampling in the field and labotatory soil

analysis and it conducted from Maret untill August 2005. The soil were sampled

from Sukaratu, Darmaga, and Laladon village in West Java. The soil analysis was

carried out at the Laboratory of Department of Soil Science and Land Resource,

Faculty of Agriculture, Bogor Agricultural University. It includes the

measurement of soil moisture at the given pressure equal to pF 1, 2, 2.54, 3, 3.5,

and 4.2 using Pressure Plate Appara tus equipment. Water Content of Field

Capacity were measured by methods of Bouyoucos, Alhrick, and Pressure Plate

Apparatus equipment. Three fraction of Soil Texture Analysis was analyzed by

pipete method. Bulk Density was determined by using Ring method (for the

uniform bulk density in every pF value) and Clod method (for the different bulk

density in every pF value). Total Porousity and Particle Density, (%) C-organic,

and COLE (Coefficient of Linier Extensibility) value were measured as well.

The observed parameters are soil moisture characteristics curve, especially

influence of soil samples type on water content measurement, influence of bulk

density measurement types on soil moisture measurement in every pF value,

determination of soil moisture characteristics curve using Raws et al. (1982)

mathematics equation, influence of soil texture on soil moisture characteristics

curve, determination of Water Content of Fie ld Capacity and Available Water.

The result shows that in the determination of soil moisture characteristics

curve, the using of undisturbed soil samples is quite appropriate especially for

water content (% v) determination at low pF. The using of different bulk density

in every pF value is appropriate especially to the soil with high clay content and

swelling-shrinkage properties. The mathematic equation of Raws et al. (1982) is

able to describe the moisture characterist ics for the loamy (moderate) soil type

with low organic matter and clay content. The research shows that the soil textural

class of clay (clayley) indicates vertical shape of soil moisture characteristic s

curve, in the other hand the coarse soil textural class (sandy) indicates nearly flat

shape of soil moisture characteristics curve. The moderate soil textural class

(loamy) shows a shape of soil moisture characteristics curve in between of the two

curves shape. The method by using Pressure Plate Apparatus (undisturbed soil

samples and different bulk density in every pF value) is the most appropriate

method to determine Water Content of Field Capacity. The research also shows

that determination of Available Water using undisturbed soil samples with

different bulk density in every pF value for Water Content of Field Capacity

measurement (equal to pF 2.54) and the air-dry soil samples (2 mm sieved) for

Pemanent Wilting Point measurement (equal to pF 4.2) is suggested.

KARAKTERISTIK KELEMBABAN TIGA JENIS TANAH

(Grumusol Cihea, Latosol Darmaga, Regosol Laladon)

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh

Gelar Sarjana Pertanian pada Fakultas Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh:

Ricka Setyo Susanti

A 24101027

PROGRAM STUDI ILMU TANAH

FAKULTAS PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2006

Judul Penelitian : Karakteristik Kelembaban Tiga Jenis Tanah

(Grumusol Cihea, Latosol Darmaga, Regosol Laladon)

Nama Mahasiswa : Ricka Setyo Susanti

Nomor Pokok : A 24101027

Menyetujui,

Dosen Pembimbing I

Dr. Ir. Kukuh Murtilaksono, MS. NIP. 131 861 468

Dosen Pembimbing II

Ir. Enni Dwi Wahjunie, Msi NIP. 131 574 871

Mengetahui,

Dekan Fakultas Petanian

Prof. Dr. Ir. Supiandi Sabiham, M. Agr

NIP. 130 422 698

Tanggal Lulus:

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Wonogiri pada tanggal 18 Agustus 1983, dari

pasangan Ibu Tri Winarni dan Bapak Joko Subantiyono, sebagai anak pertama

dari tiga bersaudara.

Pendidikan Sekolah Dasar ditempuh di SD Negeri 4 Wonogiri da n lulus

pada tahun 1995. Kemudian melanjutkan ke SLTP Negeri 1 Wonogiri dan lulus

pada tahun 1998. Pendidikan selanjutnya ditempuh di SMU Negeri 1 Wonogiri

dan lulus pada tahun 2001.

Pada Tahun 2001 penulis diterima di Departemen Ilmu Tanah dan

Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui

Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Selama menempuh pendidikan di IPB,

penulis aktif di organisasi Himpunan Mahasiswa Ilmu Tanah (HMIT) sebagai

anggota biro hubungan luar dan alumni periode 2003/2004. Pada tahun yang sama

penulis juga menjadi asisten praktikum mata kuliah Geomorfologi dan Analisis

Lansekap. Selain itu, pada tahun ajaran 2004/2005 penulis juga menjadi asisten

praktikum mata kuliah Fisika Tanah selama satu semester di Departemen Ilmu

Tanah dan Sumberdaya Lahan.

KATA PENGANTAR

Bismillahirrohmanirrohim,

Alhamdulillahirrobilaalamin, puji syukur kepada Alloh SWT yang telah

memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga skripsi ini dapat terselesaikan.

Sholawat serta salam sela lu tercurah pada Nabi Muhammad SAW, semoga Alloh

senantiasa melimpahkan rahmat kepada keluarga, sahabat, dan serta umatnya.

Skripsi ini merupakan hasil penelitian sebagai salah satu syarat untuk

memperoleh gelar Sarjana Pertanian dari Departemen Ilmu Tana h dan

Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penelitian yang

penulis lakukan adalah mengenai Karakteristik Kelembaban Tiga Jenis Tanah

(Grumusol Cihea, Latosol Darmaga, Regosol Laladon).

Penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak Dr. Ir. Kukuh

Murtilaksono, MS dan Ibu Ir. Enni Dwi Wahyunie, MSi selaku dosen

pembimbing yeng telah memberikan saran, bimbingan, dan motivasi sehingga

penulis bisa menyelesaikan skripsi ini. Penulis juga menyadari bahwa karya ini

terwujud berkat dorongan dan bantuan berbagai pihak. Untuk itu penulis

mengucapkan terimakasih kepada:

1. Bapak, Ibu, Adikku Febri dan Dhion, yang selalu memberikan doa,

semangat, kasih sayang kepada penulis sehingga mampu menyelesaikan

pendidikan.

2. Bapak Dr. Ir. Dwi Putro Tejo Baskoro selaku dosen penguji yang telah

memberikan saran, kritik, dan masukan yang membangun.

3. Pak Maspadin, Mas Syaiful, Bu Tini atas segala bantuan yang diberikan.

4. Teman-teman seperjuangan: Ike, Nyit2, Yani, Liya, Patma, Eko, Subekhi,

Apie, Yayah, Anna dan teman-teman Tanah 38 atas kebersamaan,

dukungan moral, dan bantuanya.

5. Teman-teman spesial di Raihanas Crew, Inuyasha ^_^, atas segala

dukungan, pengertian, bantuan, kasih sayang dan hari-hari indahnya.

6. Semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu yang telah

membantu penelitian dan penulisan skripsi ini.

Penulis menyadari banyak sekali kekurangan dalam penulisan skripsi ini.

Semoga tulisan ini bermanfaat untuk semua pihak.

Bogor, Februari 2006

Penulis

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL .................................................................................... viii

....................................................................................................................

DAFTAR GAMBAR ............................................................................... ix

PENDAHULUAN .................................................................................... 1

Latar Belakang ............................................................................. 1

Tujuan ........................................................................................... 2

Hipotesis ....................................................................................... 3

TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 4

Karakteristik Kelembaban Tanah ................................................. 4

Bobot Isi ....................................................................................... 5

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Karakteristik Kelembaban Tanah ............................................................................................. 6

Porositas .................................................................................. 6

Tekstur ..................................................................................... 7

Liat ......................................................................................... 8

Struktur Tanah ......................................................................... 10

COLE (Coefficient of Linier Extensibility) ............................. 11

Contoh Tanah .......................................................................... 12

BAHAN DAN METODE ........................................................................ 14

Waktu dan Tempat Penelitian ...................................................... 14

Bahan dan Alat ............................................................................. 14

Metode Penelitian ......................................................................... 14

Penetapan Kurva Retensi Tanah ............................................ 14

Penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang ................................. 16

Model Matematis .................................................................... 17

Penetapan Bobot Isi ................................................................ 18

Penetapan Tekstur Tanah ....................................................... 19

Penetapan Kerapatan Jenis Zarah dan Ruang Pori Total ........ 19

Penetapan Kadar C-Organik ................................................... 20

Penetapan nilai COLE (Coefficient of Linier Extensibility)......................................... 20

..................................................................................................

HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................ 21

Kurva Karakteristik Kelembaban ................................................. 21

Pengaruh Jenis Contoh Tanah pada Pengukuran Kadar Air ................................................... 21

Pengaruh Pengukuran Jenis Bobot Isi Terhadap Pengukuran Kadar Air di Tiap Taraf Nilai Tekanan (pF) .......................... 24

Pendugaan Kurva Karakteristik Kelembaban Tanah dengan Persamaan Matematis Raws et al. (1982) .............................. 26

Pengaruh Kelas Tekstur Tanah pada Kurva Karakteristik Kelembaban Tanah ................................ 29

Penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang ....................................... 30

Penetapan Jumlah Air Tersedia .................................................... 33

KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 39

Kesimpulan ................................................................................... 39

Saran ............................................................................................. 39

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................. 40

LAMPIRAN ............................................................................................. 44

DAFTAR TABEL

Nomor Halaman

Teks

1. Rangkuman Koefisien-koefisien Untuk Regresi Linier Oleh Raws et al. (1982) .......................................................................... 17

2. Hasil Pengukuran Kadar Air (KA %v) pada Berbagai Taraf pF dengan Berbagai Pendekatan ........................................................ 22

3. Perbandingan Karakteristik Kelembaban Air Tanah dari Penetapan Bobot Isi yang Sama dengan Bobot Isi yang Berbeda Pada TiapTaraf pF............................................................ 25

4. Persamaan Empiris pada Penetapan KA (%v) di Beberapa Taraf pF Berdasarkan Persamaan Raws et al. (1982).............................. 26

5. Kadar Air Kapasitas Lapang pada Berbagai Metode Pengukuran..................................................................................... 31

6. Hasil Pengukuran Jumlah Air Tersedia Metode Pressure Plate Apparatus dengan Berbagai Jenis Contoh Tanah ....................... 34

Lampiran

1. Hasil Pengukuran Sifat Fisik Tanah untuk Contoh Tanah Utuh .... 45

2. Hasil Pengukuran Dbm/Bobot Isi Lembab (g/cm3) dan Dbd/Bobot Isi Kering (g/cm3) pada Jenis Contoh Tanah Utuh...... 45

3. Data Pengukuran Sifat Fisik untuk Contoh Tanah Terbagi........... 45

4. Data KA (%v) Hasil Persamaan Raws et al. (1982) ...................... 45

5. Hasil Penetapan Distribusi Ukuran Pori......................................... 46

6. Data Pengukuran Tekstur ............................................................ .. 46

7. Kisaran Kadar Air Gravimetrik (% b) Tanah (Rowell, 1937) ........ 46

8. Hasil Penetapan KA (% berat), Dbm, Dbd, KAKL Metode Alhrick dan Bouyoucos pada Jenis Contoh Tanah Utuh................ 47

9. Hasil Penetapan Kadar Air (% b) pada Jenis Contoh Tanah Terbagi ........................................................................................... 62

DAFTAR GAMBAR

Nomor Halaman

Teks

1. Efek dari Tekstur Terhadap Kurva Retensi Air ............................ 8

2. Perbandingan Kurva pF Antara Contoh Tanah Terbagi dengan ContohTanah Utuh ....................................................................... 23

3. Perbandingan Kurva Karakteristik Kelembaban Tanah Antara Pengukuran di Laboratorium (Jenis contoh Tanah Utuh dan Ter-

bagi) dengan Model Persamaan Matematis Raws et al. (1982) ..... 28

4. Perbandingan antara kurva pF Grumusol Cihea, Latosol Darmaga, Regosol Laladon, dan Regosol Muntilan ...................................... 30

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Karakteristik kelembaban tanah merupakan salah sifat-sifat dasar hidrolik

tanah yang mempunyai peranan penting dalam berbagai studi mengenai hubungan

air-tanah, seperti perencanaan irigasi dan drainase, konservasi tanah dan air, dan

pertumbuhan tanaman. Mengingat pe ntingnya peranan karakteristik kelembaban

tanah, maka keakuratan dalam pengukurannya sangat diperlukan.

Kelembaban tanah dapat dinyatakan dalam berbagai satuan misalnya

dalam persen volume (% v/v) dan persen berat (% b/b). Karakteristik kelembaban

sendiri dapat digambarkan oleh kurva retensi air tanah atau kurva karakteristik

kelembaban tanah, yang menghubungkan antara kadar air tanah/kelembaban tanah

(% v/v) dengan tekanan matriks yang diberikan. Nilai tekanan matriks sebanding

dengan tinggi kolom air sesuai nilai tekanan yang diberikan. Pada umumnya,

simbol yang digunakan untuk menyatakan tekanan matriks adalah pF, dimana

nilainya sama dengan logaritma dari tinggi kolom air (dalam cm).

Kurva karakteristik kelembaban tanah sangat dipengaruhi oleh tekstur

(distribusi partikel tanah) dan struktur (penyusunan partikel) tanah (Salter dan

Williams, 1965; Richards dan Weaver, 1944; Reeve, Smith dan Thomasson, 1973;

Sharma dan Uehara, 1968; Croney dan Coleman, 1954). Kandungan bahan

organik dan komposisi fase larutan juga mempunyai peranan menentukan pada

fungsi retensi. Bahan organik mempunyai efek langsung pada retensi dimana

secara alamiah bahan organik bersifat hidrofilik. Efek tidak langsung dari bahan

organik adalah dalam hal struktur tanah, dimana modifikasi dari bentuk struktur

tanah dipengaruhi oleh prosentase bahan organik di dalamnya. Pada tanah yang

mengandung liat mengembang-mengerut, komposisi dan konsentrasi larutan tanah

mempengaruhi jumlah air yang dapat ditahan saat tekanan diberikan (Klute, 1986)

Umumnya, penetapan kurva karakteristik kelembaban di laboratorium

menggunakan alat pressure plate apparatus pada berbagai tekanan pF. Contoh

yang digunakan adalah contoh tanah utuh dari ring contoh yang dibagi menjadi

empat bagian sama besar dan kemudian diberikan tekanan sesuai dengan yang

diinginkan, kemudian diukur kadar airnya. Cara ini dirasakan kurang akurat,

karena struktur tanah menjadi rusak oleh pemotongan contoh menjadi empat

bagian. Selain itu, cara tersebut juga tidak dapat mewakili kondisi tanah

sebenarnya di lapang karena tidak dapat dipastikan apakah setiap potongan contoh

tersebut memiliki jumlah, distribusi, dan ukuran pori yang sama. Oleh karena itu,

penggunaan contoh tanah utuh diperlukan untuk memperoleh kurva karakteristik

kelembababan tanah yang sesuai dengan kondisi lapang.

Pada studi ini, diujicobakan berbagai metode untuk mendapatkan kurva

karakteristik kelembaban tanah. Metode tersebut meliputi metode dengan alat

pressure plate apparatus menggunakan dua jenis bobot isi (bobot isi yang

seragam dan bobot isi tidak seragam pada tiap taraf pF) dan dua jenis contoh

tanah (contoh tanah utuh dan terbagi), metode matematis Raws, Brakensiek dan

Saxton (1982), serta metode Alhrick dan Bouyoucos untuk menetapkan Kadar Air

Kapasitas Lapang (KAKL).

Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk menelaah lebih dalam metode penetapan

kurva karakteristik kelembaban tanah untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat.

Hipotesis

Penetapan karakteristik kelembaban tanah dengan alat pressure plate

apparatus yang menggunakan contoh tanah utuh dengan bobot isi yang ditetapkan

pada tiap taraf nilai tekanan (pF) akan memberikan hasil yang mewakili kondisi di

lapang.

TINJAUAN PUSTAKA

Karakteristik Kelembaban Tanah

Klute (1986) menyatakan bahwa hubungan antara kadar air tanah dan

hisapan air tanah adalah bagian fundamental dari karakteristik sifat-sifat dasar

hidrolik tanah. Hubungan tersebut ditandakan dengan banyak istilah termasuk

fungsi retensi air, karakteristik kelembaban, dan kurva tekanan kapiler-

penjenuhan. Fungsi tersebut menghubungkan antara kadar air pada energi air

tanah. Metode tradisional untuk menentukan fungsi retensi air meliputi penetapan

seri kesetimbangan air pada contoh tanah dan tubuh air melalui piringan atau

membran berpori yang basah. Pada tiap keseimbangan, KA volumetrik (q) dari

tanah ditentukan dan dipasangkan dengan nilai dari tekanan matrik (hm), yang

diperoleh dari tekanan dalam tubuh air dan tekanan fase gas dalam tanah.

Pasangan data (q, hm) adalah satu titik dalam sebuah fungsi retensi.

Jumlah air yang diretensi pada nilai hisapan matriks relatif rendah

(misal antara 0 dan 1 bar) sangat tergantung pada efek kapilaritas dan distribusi

ukuran pori, dengan demikian sangat dipengaruhi oleh struktur tanah. Retensi air

tanah pada kisaran hisapan yang lebih tinggi dipengaruhi oleh adsorpsi, tekstur

tanah serta permukaan spesifik dari materi tanah dan kurang dipengaruhi oleh

struktur (Hillel, 1980). Menurut Gardner (1963) kadar air pada hisapan 15 bar

(sering disebut juga batas bawah kelembaban tanah yang dapat digunakan oleh

tanaman) berkorelasi baik dengan daerah permukaan tanah dan akan

menghasilkan sekitar 10 lapisan molekul air (secara kasar) jika terdistribusi secara

seragam berdasarkan permukaan partikel. Black (1973) menyatakan bahwa dalam

kondisi hampir jenuh pada hisapan matriks yang rendah, pori makro lebih banyak

ditemukan pada tanah yang bertekstur kasar daripada tanah yang bertekstur halus.

Adapun jumlah pori yang kecil dan selaput air (dimana aliran air terjadi pada

tekanan matriks yang tinggi) lebih banyak ditemukan pada tanah bertekstur halus

daripada yang bertekstur kasar.

Data serapan air yang lengkap pada beberapa titik dalam kurva

karakteristik kelembaban tanah dari tekanan

Bobot isi bukan merupakan jumlah yang tetap dalam tanah, namun

bervariasi sesuai dengan kondisi struktural dari tanah khususnya berhubungan

dengan pemadatan. Untuk alasan ini bobot isi sering digunakan sebagai ukuran

dari struktur tanah. Pada tanah mengembang-mengerut, bobot isi bervariasi sesuai

dengan kadar air. Untuk tanah seperti itu, bobot isi yang diperoleh harus disertai

dengan kadar air tanah pada saat pengambilan contoh (Hartge, 1965; 1968)

Bobot isi sering digunakan untuk menghitung porositas total (dengan

asumsi bahwa Kerapatan Jenis Zarah adalah 2.65 g/cc) dan jumlah air tersedia

(% volume). Metode untuk menetapkan bobot isi adalah metode ring, bongkah

(clod) berselimut plastik atau parafin, excavator, dan teknik pengukuran kerapatan

dengan menggunakan radiasi sinar Gamma (Blake, 1965).

Metode yang sering digunakan untuk menetapkan bobot isi adalah metode

ring dan clod. Metode clod berguna untuk memperoleh data horison tanah yang

padat maupun remah. Selain itu, dapat juga digunakan dalam perhitungan

potensial mengembang-mengerut tanah (Grossman, 1968). Bagaimanapun, harus

dicatat bahwa nilai bobot isi dari metode bongkah (clod) akan menghasilkan nilai

yang lebih tinggi karena tidak menyertakan ruang antar ped atau ruang pori.

Bobot isi tanah dipengaruhi oleh struktur tanah seperti: 1) kegemburan dan tingkat

pemadatan; 2) karakteristik mengembang-mengerut yang tergantung dari

kelembaban (Buol dan Mc Cracken, 1978).

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Karakteristik Kelembaban Tanah

Porositas

Porositas adalah index dari volume pori dalam tanah. Pada umumnya

nilainya berkisar dari 0.3-0.6 (30%-60%). Tanah bertekstur kasar akan

mempunyai ruang pori total yang lebih kecil daripada tanah bertekstur liat,

walaupun ukuran dari tiap-tiap pori pada tanah bertekstur kasar lebih besar

daripada tanah ya ng bertekstur halus. Pada tanah berliat, porositas berubah-ubah

seiring terjadinya proses mengembang-mengerut, agregrasi, dispersi, pemadatan,

dan retakan (Hillel, 1971). Pori tanah ditempati oleh air dan udara. Fluktuasi kadar

air terjadi bersamaan dengan adanya pengaruh iklim, drainase, evaporasi, serta

transpirasi. Kemampuan tanah untuk terdrainase, memegang air untuk kebutuhan

tanaman, dan menjerap kuat air yang tidak dapat digunakan tanaman tergantung

pada ukuran, bentuk, dan kontinyuitas pori dalam tanah (Rowell, 1937).

Tekstur Tanah

Partikel primer dalam tanah berbeda-beda ukurannya, ada yang kasar

sehingga bisa dilihat dengan mata sedangkan yang lainnya berukuran cukup kecil

sehingga bisa dikelompokkan menjadi koloid. Istilah tekstur tanah adalah

perwujudan dari ukuran yang dominan atau kisaran ukuran dari partikel-partikel

tanah, keduanya merupakan gambaran secara kualitatif maupun kuantitatif.

Gambaran secara kualitatif mengacu pada rasa dari bahan tanah apakah kasar

atau halus sedangkan secara kuantitatif tekstur tanah merupakan proporsi relatif

dari ukuran partikel yang berbeda-beda pada tanah tertentu. Metode tradisional

untuk mengkarakterisasi ukuran partikel tanah adalah membagi fase ini kedalam

tiga kisaran ukuran yang dikenal sebagai fraksi tekstural atau pemisahan, yaitu:

pasir, debu, dan liat. Selanjutnya Hillel (1980) menambahkan bahwa kurva

karakteristik kelembaban tanah sangat dipengaruhi oleh tekstur tanah. Semakin

besar kandungan liat, pada umumnya semakin besar pula retensi air pada hisapan

berapapun dan kurvanya berangsur -angsur menjadi lebih curam. Pada tanah

berpasir sebagian besar dari pori-pori adalah relatif besar, jika pori-pori besar ini

dikosongkan saat diberikan hisapan hanya sedikit jumlah air yang tersisa. Pada

tanah ya ng mengandung liat, distribusi ukuran pori lebih seragam sehingga lebih

banyak air yang diserap. Peningkatan hisapan matriks mengakibatkan kadar air

yang berangsur -angsur menurun ( Gambar 1.)

Gambar 1. Efek dari tekstur terhadap kurva retensi air

Liat

Liat adalah fraksi yang menentukan perilaku fisik tanah karena liat

menghasilkan daerah permukaan spesifik yang paling besar dan hal tersebut

merupakan faktor yang paling aktif dalam proses-proses fisika-kimia. Partikel liat

mampu menyerap air, hal itulah yang menyebabkan tanah menjadi mengembang

mengerut berdasarkan pembasahan dan pengeringan (Grim, 1958). Sebagian besar

partikel liat bermuatan negatif dan membentuk lapisan elektrostatik ganda dengan

kation yang dapat dipertukarkan. Pasir dan debu mempunyai permukaan spesifik

yang relatif kecil dan akan menghasilkan aktivitas fisika -kimia yang kecil pula.

Tanah liat

Tanah pasir

Kadar Air

Hisapan

Partikel liat pada keadaan normal tidak pernah benar-benar kering, bahkan

setelah dioven pada suhu 105oC selama 24 jam (standar untuk mengeringkan

tanah) partikel liat masih bisa menjerap sejumlah air yang teradsorbsi. Pada saat

liat menyerap air maka tekanan pengembangan meningkat sampai beberapa bar.

Tekanan pengembangan berkaitan dengan perbedaan tekanan osmotik antara

lapisan ganda difus dengan larutan luar. Pada sebagian misel yang terhidrasi,

ketebalan selimut air kurang dari ketebalan potensial lapisan ganda difus. Lapisan

ganda difus yang terpotong cenderung untuk mengembang mendekati ketebalan

potensial maksimum dan menipis oleh adanya penyerapan osmotik dari tambahan

air (Hillel, 1980).

Fenomena yang penting dan belum dapat dimengerti secara menyeluruh

adalah bahwa ada kemungkinan perubahan karakteristik kelembaban tanah yang

disebabkan oleh pengembangan dan pengerutan liat dan juga dipengaruhi oleh

komposisi serta konsentrasi larutan tanah (Russel, 1941). Pengembangan liat pada

umumnya tertekan saat larutan tanah jenuh dengan elektrolit, khususnya

presentase besar dari kation-kation divalen seperti Kalsium (Ca). Pada sisi lain

pengembangan dan atau retensi air pada berbagai nilai hisapan lebih terlihat saat

larutan tanah ditambahkan air dengan kandungan kation monovalen seperti

sodium dalam jumlah besar (Dane dan Klute, 1977). Faktor-faktor lain yang

mempengaruhi karakteristik kelemba ban tanah adalah adanya gelembung udara

(Peck, 1969) dan perubahan dalam struktur tanah hasil pembasahan tiba-tiba yang

disebabkan oleh penjenuhan dalam jangka waktu lama (Hillel, 1980).

Struktur Tanah

Pada umumnya struktur tanah didefinisikan sebagai pe ngaturan, orientasi,

dan organisasi dari partikel-partikel dalam tanah. Istilah itu juga digunakan untuk

menunjukkan geometri dari ruang pori. Tekstur tanah dan permukaan spesifik

lebih konstan dibandingkan dengan struktur tanah. Hal ini disebabkan karena

struktur tanah bisa berubah dari waktu ke waktu dalam merespon perubahan

kondisi alam, aktivitas biologis, dan praktek pengelolaan tanah. Struktur tanah

juga berpengaruh pada sifat-sifat mekanik tanah, perkecambahan benih,

pertumbuhan akar, dan penempatan benih. Struktur tanah dapat pula

mempengaruhi kenampakan atau performa dari operasional pertanian seperti

pengolahan, irigasi, drainase, dan penanaman (Russel, 1938; Boekel, 1963).

Struktur tanah terdiri dari tiga tipe, yaitu: remah, masif, dan agregat. Saat

partikel tanah benar-benar tidak terikat satu dengan yang lain, struktur disebut

remah. Saat partikel-partikel tanah terkait dalam blok yang besar dan masif,

struktur tanah dapat disebut sebagai masif. Diantara dua kelompok ekstrim ini ada

kondisi pertengahan, dimana partikel tanah terorganisasi dalam bongkah kecil

yang dikenal sebagai agregat. Dalam agregat partikel-partikel tanah diikat lebih

stabil dengan ikatan intra -agregat (Hillel, 1971).

Pembentukan dan stabilitas agregat tanah sangat bergantung pada jumlah

dan keberadaan liat serta persentase dari berbagai macam bahan organik. Emerson

(1938) menunjukkan model tanah berdasarkan berbagai cara partikel liat disusun

dan dikaitkan pada partikel kuarsa berupa pasir dan debu untuk membentuk mikro

dan makro agregat. Liat tidak hanya menyemen agregat secara internal tapi juga

melindungi agregat alami (sering disebut juga sebagai ped) untuk membentuk

selaput liat.

Struktur tanah juga mempengaruhi bentuk dari kurva karakteristik

kelembaban tanah, khususnya pada kisaran hisapan rendah. Pengaruh dari

pemadatan tanah melalui penurunan porositas total, khususnya penurunan volume

pori-pori besar antar agregat. Hal ini akan menyebabkan nilai kadar air tanah pada

titik jenuh dan pada hisapan rendah semakin menurun. Sebaliknya, volume dari

pori sedang cenderung meningkat seiring dengan adanya perubahan pori makro

alami menjadi pori sedang (Hillel, 1971)

Coefficient of Linier Extensibility (COLE)

Tanah-tanah tertentu mempunyai kemampuan untuk mengembang pada

waktu basah dan mengerut pada waktu kering. Hal ini berhubungan dengan kadar

liat monmorilonit. Nilai COLE ditetapkan sebagai berikut (Grossman et al., 1968;

Soil Survey Staff, 1967):

COLE = (Lm-Ld) / 1

dimana: Lm = panjang dari contoh tanah lembab

Ld = panjang dari contoh tanah kering

Pada prakteknya, koefisien ini dihitung berdasarkan bobot isi dari clod

(bongkah) yang terselimuti bahan kedap air (plastik atau parafin) saat kelembaban

(1/3 bar atau 1/10 bar pada tanah berpasir/kasar) dan saat kering mutlak

(Grossman et al. 1968; SCS-USDA, 1967).

COLE = 13 -Dbm

Dbd

dimana: Dbd = Bobot Isi Kering

Dbm = Bobot Isi Lembab

Beberapa kegunaan yang dapat digambarkan dari data COLE adalah:

1. Jika COLE lebih dari 0.09, aktivitas kembang kerut yang nyata dapat

diharapkan.

2. Jika COLE lebih besar dari 0.03, maka ada jumlah yang nyata dari liat

montmorilonit (Grossman et al., 1968).

Contoh Tanah

Contoh tanah yang digunakan untuk menentukan kurva retensi dapat

berupa contoh tanah tidak utuh yang dipadatkan kembali atau contoh dari struktur

alami. Struktur dari contoh tanah mempengaruhi retensi air tanah khususnya

pada kisaran hisapan rendah. Oleh karena itu, penetapan kurva retensi pada

hisapan rendah disarankan untuk menggunakan contoh tanah dengan struktur

alami. Ukuran contoh tanah pada umumnya dalam kisaran diameter 5 sampai 15

cm dan tinggi 1 sampai 5 cm. Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai

kesetimbangan proporsional dengan kuadrat tinggi contoh tanah dan ukuran

tingginya harus kecil untuk mengurangi waktu pencapaian kesetimbangan.

Diameter contoh tanah harus lebih besar (sekitar sepuluh kali lipat) dari ukuran

unit struktural dalam contoh (seperti ped) agar data retensi seragam. Umumnya,

digunakan contoh tanah dengan diameter 5-8 cm dan tinggi 2-3 cm (Klute, 1986).

Klute (1986) menambahkan bahwa meskipun bobot isi contoh tanah

hancur yang dipadatkan ulang sama dengan bobot isi tanah di lapang, penggunaan

contoh tanah ini dapat menghasilkan hasil pengukuran yang tidak mewakili

kondisi tanah di lapang. Penghancuran, pengeringan, dan pengayakan tanah akan

merusak atau mungkin mengubah unit struktural tanah yang ada di lapang.

Pemadatan ulang (dengan bobot isi yang sama dengan kondisi tanah di lapang)

tidak dapat menghasilkan struktur tanah yang sa ma dengan kondisi lapang.

Contoh yang dipadatkan ulang cukup sesuai untuk tanah yang bertekstur kasar

dengan perkembangan struktural yang lemah. Namun pada tanah yang bertekstur

kasar sekalipun mungkin masih mempunyai bentuk struktural yang

mempengaruhi karakteristik kelembaban tanah.

Praktek penempatan contoh tanah hancur di atas piringan berpori tanpa

adanya kontrol atau pengetahuan mengenai bobot isi contoh yang dipadatkan

ulang tidak disarankan. Data kadar air volumetrik pada hisapan tertentu tidak

dapat diperoleh dengan mengalikan kadar air (% berat) yang diperoleh dari contoh

yang hancur dengan bobot isi yang dirasa sesuai dengan tanah di lapang (Young

dan Dixon, 1966). Kadar air volumetrik yang diperoleh dengan prosedur tersebut

mempunyai kesalahan yang sangat besar pada hisapan rendah, akan tetapi pada

hisapan yang lebih tinggi dimana retensi air terutama dipengaruhi oleh gaya

adsorbsi dan proporsional dengan permukaan spesifik tanah praktek ini bisa

menghasilkan hasil yang lebih tepat (Elrick dan Ta nner, 1955)

BAHAN DAN METODE

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret sampai dengan Agustus 2005 di

laboratorium Fisika dan Konservasi Tanah dan laboratorium Genesis dan

Klasifikasi Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas

Pertanian, Instititut Pertanian Bogor

Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan adalah contoh tanah utuh yang diambil dengan

metode ring contoh pada Grumusol Cihea, Latosol Darmaga dan Regosol

Laladon. Disamping bahan-bahan kimia, alat-alat yang digunakan adalah Pressure

Plate Apparatus, Corong Buchner, alat-alat gelas, cawan alumunium, timbangan,

dan oven

Metode Penelitian

Penetapan Kurva Karakteristik Kelembaban Tanah.

Penetapan kurva karakteristik kelembaban tanah dilakukan menggunakan

alat pressure plate apparatus yang bekerja pada pF 1; pF 2; pF 2,54; pF 3;

pF 3,5; dan pF4,2. Pada tiap taraf nilai pF di setiap jenis tanah, contoh tanah utuh

yang digunakan berasal dari ring contoh yang berbeda-beda. Jenis contoh tanah

dan tekanan yang diberikan ada dua macam yaitu: 1) jenis contoh tanah utuh,

yaitu contoh tanah berbentuk silinder utuh dari ring contoh yang dibuang bagian

atas dan bawahnya, dengan diameter 7 cm dan tinggi 1.5 cm serta penetapan

kurva karakteristik kelembaban tanah dilakukan pada enam taraf pF (pF 1, 2, 2.54,

3, 3.5 dan 4.2); 2) jenis contoh tanah terbagi, yaitu contoh tanah dari ring contoh

yang juga dibuang bagian atas dan bawahnya sehingga diameternya 7 cm dan

tingginya 1.5 cm kemudian dibagi menjadi empat bagian, tiga bagian digunakan

untuk menetapkan kadar air pada pF 1, 2, dan 2.54. Sedangkan satu bagian

sisanya digunakan untuk menetapkan kadar air pada perhitungan bobot isi dengan

metode ring. Pada jenis contoh tanah terbagi, digunakan contoh tanah kering

udara (lolos ayakan 2 mm) pada penetapan kadar air pF 4.2-nya (sesuai dengan

yang selama ini dilakukan di laboratorium).

Jumlah contoh tanah utuh yang digunakan sebanyak 19 contoh tanah, 18

contoh tanah digunakan untuk menetapkan kurva karakteristik kelembaban pada 6

taraf nilai pF dengan 3 kali ulangan dan 1 contoh tanah digunakan untuk

menetapakan bobot isi tanah (bobot isi seragam pada tiap taraf pF). Delapan belas

contoh tanah utuh tersebut dijenuhi selama 24 jam, kemudian dimasukkan ke

dalam pressure plate apparatus pada tekanan setara pF 1. Setelah mencapai

kesetimbangan, contoh tanah diambil sebanyak tiga buah dan kemudian tiap

contoh tanah (dari tiga contoh tersebut) dibagi menjadi dua bagian sama besar

untuk menetapkan kadar air (KA % berat pada pF 1), bobot isi (bobot isi tidak

seragam di tiap taraf pF) dan nilai COLE. Penetapan tersebut dilakukan dengan

menimbang bobot basah dan bobot kering mutlak (setelah dioven) dan mengukur

volume tanah kering mutlak pada separuh bagian yang pertama. Sedangkan pada

separuh bagian yang kedua diukur bobot basah dan volume tanah dalam keadaan

lembab. Contoh tanah yang lainnya selanjutnya dipindahkan ke tekanan yang

lebih tinggi (pF 2, 2.54, 3, 3.5, dan 4.2). Pada tiap taraf nilai pF (setelah contoh

tanah mencapai kesetimbangan dengan tekanan yang diberikan), contoh tanah

diambil sebanyak tiga buah dan ditetapkan kadar air, bobot isi (bobot isi tidak

seragam pada tiap taraf nilai pF) dan nilai COLE.

Penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang.

Penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang (KAKL) untuk tiap jenis tanah

digunakan metode Bouyoucos, metode Alhrick, dan metode dengan alat Pressure

Plate Apparatus. Pada metode Bouyoucos, contoh tanah kering udara lolos

ayakan 2 mm seberat 100 gram diletakkan pada corong Buchner yang telah

dialasi kertas saring dan ditambahkan air secara berlebih. Selanjutnya corong ini

dihubungkan dengan pompa vakum untuk menghisap kelebihan air. Pompa ini

diatur dengan kekuatan hisap pada 330 mm Hg atau setara dengan 1/3 atmosfer.

Pompa vakum mulai menghisap setelah air menetes dari corong Buchner sampai

air tidak menetes lagi dari corong tersebut. Penetapan KAKL dilakukan secara

gravimetrik dengan menimbang berat basahnya (BKU) kemudian dioven pada

suhu 1050 C untuk mendapatkan berat kering mutlak (BKM).

Metode Alhrick menggunakan contoh tanah kering udara yang lolos

ayakan 2 mm dan pasir kuarsa. Gelas piala ukuran 500 ml diisi dengan pasir

kuarsa setinggi 1-2 cm, kemudian diletakkan pipa kapiler tegak lurus dengan

permukaan pasir. Setelah itu, gelas piala diisi dengan tanah kering udara sampai

setinggi 3.5 cm dari bibir gelas piala. Lapisan tanah kering udara ini dibasahi

dengan air sedalam 2.5 cm-4 cm dari permukaan lapisan tanah. Pembasahan

dilakukan perlahan-lahan agar air tidak sampai membasahi pasir. Gelas piala

ditutup dan disimpan selama 24 jam. Penetapan KAKL dilakukan dengan

mengambil contoh tanah dari gelas piala sedalam 2.5 cm dari permukaan,

ditimbang berat basahnya (BKU), dan kemudian dioven pada suhu 1050 C

selama 24 jam untuk mendapatkan berat kering mutlaknya (BKM). Baik pada

metode Bouyoucos, metode Alhrick, maupun metode dengan alat Pressure Plate

Apparatus, dilakukan 3 kali ulangan untuk tiap jenis tanah. Kadar Air

(% b) ditetapkan dengan cara sebagai berikut:

( )

%100)(% xBKM

BKMBKUberatKA

-=

Model Matematis

Selain dengan metode dengan alat pressure plate apparatus, kurva

karakteristik kelembaban tanah juga ditetapkan dengan menggunakan persamaan

matematis berdasarkan tekstur tanah yang dikembangkan oleh Raws et al. (1982),

sebagai berikut:

qp = a + b (% sand) + c (% silt) + d (% clay) + e (% organic matter) +

f (bulk density, Mg/m3)

dimana a, b, c, d, dan f adalah koefisien regresi dan komponen tekstur berdasarkan

sistem USDA. Raws et al. (1982) mengkorelasikan hanya untuk peubah yang

paling nyata pada persamaan di atas. Nilai koefisien pada persamaan diatas

dirangkum pada Tabel 1.

Tabel 1. Rangkuman Koefisien-koefisien Untuk Regresi Linier oleh Raws et al. (1982)

Tension (kPa)

Intercept ( a )

%Sand ( b )

% Silt ( c )

% Clay ( d )

% Organic matter ( e)

Correlation coefficient

10 0.4118 -0.0030 0.0000 0.0023 0.0317 0.81 20 0.3121 -0.0024 0.0000 0.0032 0.0314 0.86 33 0.2576 -0.0020 0.0000 0.0036 0.0299 0.87 60 0.2065 -0.0016 0.0000 0.0040 0.0275 0.87

100 0.0349 0.0000 0.0014 0.0055 0.0251 0.87 200 0.0281 0.0000 0.0011 0.0054 0.0220 0.86 400 0.0238 0.0000 0.0008 0.0052 0.0190 0.84 700 0.0216 0.0000 0.0006 0.0050 0.0167 0.81

1000 0.0205 0.0000 0.0005 0.0049 0.0154 0.81 1500 0.0260 0.0000 0.0000 0.0050 0.0158 0.80

Beberapa koefisien pada Tabel 1 mempunyai nilai nol yang menunjukkan

pengaruh tidak nyata. Contohnya, pada potensial 10 kPa dan diatasnya bobot isi

(bulk density) tidak mempengaruhi kadar air (Borg, 1982).

Penetapan Bobot Isi

Penetapan bobot isi dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan metode ring

untuk penetapan bobot isi seragam di tiap taraf nilai pF dan metode clod

(bongkah) untuk penetapan bobot isi yang tidak seragam di tiap taraf nilai pF

Contoh tanah dari pressure plate apparatus dibagi menjadi dua bagian,

satu bagian ditimbang bobot basahnya kemudian dioven pada suhu 105 oC untuk

menetapkan kadar air pada pF yang dimaksud, sedangkan bagian yang satu lagi

diikat dengan menggunakan benang tipis, ditimbang, dan selanjutnya dilapisi

dengan parafin yang sudah diketahui berat jenisnya. Bongkahan tanah + parafin

ini kemudian dimasukkan ke dalam air untuk mengetahui volume tanah + parafin

dengan menggunakan Hukum Archimides. Bobot isi yang diperoleh pada tahap

ini adalah bobot isi dalam keadaan lembab pada nilai taraf pF tertentu. Pada

bagian tanah yang dioven juga mendapatkan perlakuan yang sama, setelah keluar

dari oven bagian tersebut ditimbang dan kemudian dilapisi parafin dan selanjutnya

diukur volume tanah + parafin dengan menggunakan Hukum Archimides. Bobot

isi yang diperoleh pada tahap ini adalah bobot isi kering pada nilai pF tertentu..

Secara umum, bobot isi tanah dengan metode clod diperoleh dari perhitungan

sebagai berikut:

BI = )(()( parpartnh VV

KABKU-+

+

1/=

.Vtnh

BKM

Rumus tersebut berasal dari rumus:

BI = ( )

-+ +-

air

airdiudarapardiudaraparpardlmairtnhdiudaratnh

air

xBBBB

BKMx

.... ...

.

rr

r

dengan menggunakan asumsi bahwa: 1) air = 1 g/ml. 2) Berat tanah+parafin di udara =

Berat tanah+parafin di dalam air. Sehingga berat tanah+paraffin = volume air yang

dipindahkan tanah+paraffin, maka persamaan menjadi:

BI =

-=

+par

parpartnh

BB

BKM

.r

=-+ parpartnh VB

BKM parpartnh VV

BKM-+

Jadi, tiap jenis tanah mempunyai bobot isi dalam keadaan lembab dan

kering pada tiap titik penetapan kurva pF. Tiap titik dalam kurva pF ditetapkan

dengan memasangkan antara hisapan matriks (hm) dengan KA (%v). Kadar air

(%v) ditetapkan dengan mengalikan kadar air (%b) pada bobot isi dalam keadaan

lembab untuk tiap taraf nilai pF pada kurva karakteristik kelembaban.

Penetapan Tekstur Tanah

Tekstur dari tiga contoh tanah yang meliputi Latosol Darmaga, Grumusol

Cihea dan Regosol Laladon, ditetapkan dengan menggunakan metode pipet untuk

3 fraksi yang meliputi fraksi pasir, fraksi debu dan fraksi liat. Kelas tekstur

ditetapkan dengan menggunakan segitiga tekstur berdasarkan USDA.

Penetapan Kerapatan Jenis Zarah dan Ruang Pori Total (KJZ dan RPT).

Penetapan Kerapatan Jenis Zarah ditetapkan dengan menggunakan metode

piknometer. Adapun Ruang Pori Total ditetapkan secara matematis, yaitu:

%1001 xKJZBI

RPT

-=

Penetapan Kadar C-organik (%)

Kadar C-organik ditetapkan dengan menggunakan metode Walkley dan

Black (1946). Secara matematis perhitungan kadar C-organik dituliskan sebagai

berikut:

( )

%100003.0%4722

xfxxBKM

meFeSOOCrmeKorganikC

-=-

dimana:

f = 1.33

me = N x V

N = normalitas K2Cr2O7 dan FeSO4

V = volume K2Cr2O7 dan FeSO4

BKM = berat kering oven 1050 C contoh tanah

% Bahan Organik = %C-organik x 1.724

Penetapan Nilai COLE (Coefficient of Linier Extensibility)

Nilai COLE (Coefficient of Linier Extensibility) ditetapkan dengan

menggunakan rumus seperti yang dikemukakan oleh Grossman et al. (1968) dan

SCS-USDA (1967):

COLE = 13 -Dbm

Dbd

dimana:

Dbd = Bobot Isi Kering

Dbm = Bobot Isi Lembab

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kurva Karakteristik Kelembaban Tanah

Pengaruh Jenis Contoh Tanah pada Pengukuran Kadar Air

Tabel 2 menyajikan perba ndingan hasil pengukuran Kadar Air (KA)

% volume antara jenis contoh tanah utuh dan jenis contoh tanah terbagi.

Berdasarkan Tabel 2, untuk ketiga jenis tanah tampak bahwa pada penggunaan

jenis contoh tanah terbagi selalu menghasilkan nilai Kadar Air (% v) yang lebih

kecil dibandingkan dengan yang dihasilkan oleh jenis contoh tanah utuh di tiap

taraf nilai pF. Pada jenis contoh tanah terbagi terjadi kerusakan struktur tanah

yang disebabkan oleh pemotongan contoh tanah yang digunakan. Hal ini

mengakibatkan pori tanah menjadi rusak dan kontinyuitasnya tidak terjaga,

sehingga kemampuan dalam meretensi air pada tiap taraf nilai pF menjadi

berkurang. Hal ini sejalan dengan yang dikemukakan oleh Hillel (1980) yaitu

bahwa jumlah air yang diretensi pada nilai hisapan matriks relatif rendah (misal

antara 0 dan 1 bar) sangat dipengaruhi oleh efek kapilaritas dan distribusi ukuran

pori, dengan demikian sangat dipengaruhi oleh struktur tanah.

Perbedaan antara Kadar Air hasil contoh tanah utuh dengan contoh tanah

terbagi semakin besar dengan makin tingginya hisapan matriks. Pada pF 4.2

terlihat bahwa nilai KA (% b) yang dihasilkan oleh jenis contoh tanah utuh untuk

Grumusol Cihea, Latosol Darmaga, dan Regosol Laladon adalah sebesar 40.05 %,

47.72 %, dan 31.23 %. Nilai ini ternyata terlalu besar bila dibandingkan dengan

yang dikemukakan oleh Rowell (1937) yaitu bahwa pada Titik Layu Permanen

(setara pF 4.2) untuk tanah yang bertekstur berat (liat) mempunyai nilai KA (% b)

berkisar antara 24 34 % sedangkan untuk tanah bertekstur sedang (lempung)

berkisar antara 12-15 % (Tabel Lampiran 7). Nilai KA (% b) pada pF 4.2 yang

dihasilkan oleh jenis contoh tanah terbagi untuk ketiga jenis tanah adalah 31.28

%, 37.43 %, 16.92%, nilai ini lebih mendekati nilai yang dikemukaka n oleh

Rowell (1937). Penggunaan jenis contoh tanah utuh ternyata kurang sesuai untuk

menetapkan nilai KA pada pF 4.2. Hal ini sejalan dengan yang dikemukakan oleh

Richards (1965) dan SCS-USDA (1967) yaitu bahwa pada penetapan retensi air

tanah pada kisaran tekanan rendah (1-2 bar) digunakan contoh tanah yang

mewakili kondisi struktural tanah, sedangkan pada tekanan yang lebih tinggi

khususnya 15 bar (setara pF 4.2) digunakan contoh tanah terganggu karena retensi

air tanah pada 15 bar sangat dipengaruhi oleh luas permukaan spesifik tanah.

Retensi air tanah pada kisaran hisapan yang tinggi dipengaruhi oleh adsorpsi,

tekstur tanah, serta permukaan spesifik dari materi tanah dan kurang dipengaruhi

oleh struktur (Hillel, 1980)

Tabel 2. Hasil Pengukuran Kadar Air (KA %v) pada Berbagai Taraf pF dengan Berbagai Pendekatan

Grumusol Cihea Latosol Darmaga Regosol Laladon Contoh Tanah Utuh

Contoh Tanah Terbagi

Persamaan Matematis Raws et al.

(1982)

Contoh Tanah Utuh

Contoh Tanah Terbagi

Persamaan Matematis Raws et al.

(1982)

Contoh Tanah Utuh

Contoh Tanah Terbagi

Persamaan Matematis Raws et al.

(1982)

pF

........................................................................................KA (%v)................................................................... ....................... 1.00 55.94 55.24 * 59.48 55.77 * 53.38 47.98 * 2.00 55.37 49.65 55.96 58.37 51.46 74.19 42.72 40.28 42.99 2.54 54.36 38.86 47.83 53.25 49.79 68.13 39.94 32.59 31.60 3.00 53.99 * 42.64 50.77 * 61.63 39.38 * 26.39 3.50 47.87 * * 47.96 * * 37.03 * * 4.20 47.26 31.28 32.45 47.24 33.69 49.43 36.23 18.61 15.67

Keterangan : * = tidak ditetapkan

Gambar 2 menunjukkan bahwa kurva karakteristik kelembaban yang

diperoleh dengan kedua jenis contoh ternyata berbeda. Tampak bahwa kurva yang

dihasilkan oleh jenis contoh tanah terbagi lebih miring dibandingkan jenis contoh

tanah utuh. Hal ini menunjukkan bahwa pada jenis contoh tanah terbagi terjadi

perubahan distribusi ukuran pori menjadi lebih seragam (Tabel Lampiran 5)

Gambar 2. Perbandingan Kurva pF Antara Contoh Tanah Terbagi dengan Contoh Tanah Utuh

0

Pengaruh Jenis Pengukuran Bobot Isi Terhadap Pengukuran Kadar Air di Tiap Taraf Nilai Tekanan (pF)

Bobot isi merupakan faktor yang penting dalam penetapan kurva

karakteristik kelembaban karena bobot isi adalah faktor konversi dari kadar air

(% berat) ke kadar air (% volume) yang selanjutnya dipasangkan dengan nilai

tekanan (pF) untuk menentukan tiap titik pada kurva karakteristik kelembaban.

Menurut Hartge (1965; 1968) bobot isi bukan merupakan jumlah yang tetap dalam

tanah. Bobot isi bervariasi sesuai dengan kondisi struktural dari tanah, sehingga

sering digunakan sebagai ukuran perkembangan struktur tanah. Pada tanah

mengembang-mengerut, bobot isi bervariasi sesuai dengan kadar air. Untuk tanah

seperti itu, bobot isi yang diperoleh harus disertai dengan kadar air tanah pada saat

pengambilan contoh tanah. Berdasarkan pendapat tersebut maka dilakukan

pengamatan terhadap pengaruh pengukuran bobot isi. Hal ini dilakukan dengan 2

cara yaitu bobot isi yang seragam dan bobot isi tidak seragam pada tiap taraf nilai

pF. Bobot isi seragam pada tiap taraf pF adalah bobot isi yang ditetapkan pada

awal pengukuran dengan menggunakan metode Ring, sedangkan bobot isi tidak

seragam pada tiap taraf nilai pF adalah bobot isi yang ditetapkan di tiap taraf nilai

pF yang ditetapkan dengan menggunakan metode Clod. Nilai bobot isi tidak

seragam di tiap taraf nilai nilai pF yang digunakan adalah Dbm (bobot isi lembab)

yang tercantum pada Tabel Lampiran 2. Hasil Penetapan KA (% v) dengan

menggunakan pendekatan berbagai bobot isi ditampilkan pada Tabel 3.

Tabel 3 menunjukkan bahwa pada Grumusol Cihea dan Latosol Darmaga,

selisih antara KA (% v) yang dihasilkan dengan menggunakan bobot isi yang

berbeda di tiap taraf nilai pF dengan yang menggunakan bobot isi seragam di tiap

taraf nilai pF adalah lebih besar bila dibandingkan pada Regosol Laladon. Hal ini

menunjukkan bahwa penetapan bobot isi pada tiap taraf nilai pF diperlukan pada

tanah yang memiliki kandungan liat yang tinggi terutama yang memiliki

kemampuan mengembang-mengerut seperti pada Latosol Darmaga dan Grumusol

Cihea. Hal ini sejalan dengan yang dikemukakan oleh Hartge (1965, 1968) bahwa

pada tanah mengembang-mengerut, bobot isi bervariasi sesuai dengan kadar air.

Pada Regosol Laladon, perbedaan KA (%v) yang diperoleh dengan kedua cara

penetapan bobot isi tidak berbeda jauh. Hal ini disebabkan karena Regosol

Laladon memiliki kandungan liat yang rendah (19.73%) dengan kemampuan

mengembang-mengerut rendah (Tabel Lampiran 2).

Tabel 3. Perbandingan Kadar Air (% v) dengan Pendekatan Penetapan Bobot Isi yang Seragam dan Bobot Isi yang Tidak Seragam di Tiap Taraf nilai pF

Bobot Isi Seragam di Tiap Taraf Nilai pF

Bobot Isi Tidak Seragam di Tiap Taraf Nilai pF

Grumusol Cihea

Latosol Darmaga

Regosol Laladon

Grumusol Cihea

Latosol Darmaga

Regosol Laladon

pF

...................KA (%v).................... ....................KA (%v)................... 1.00 55.94 59.48 53.38 52.52 51.39 49.01 2.00 55.37 58.37 42.72 51.75 50.17 42.85 2.54 54.36 53.25 40.62 48.97 48.11 42.13 3.00 53.99 50.76 39.39 48.29 47.88 40.85 3.50 47.87 47.96 37.02 45.53 46.23 37.74 4.20 47.26 47.25 36.23 43.65 44.85 36.57

Berdasarkan uraian di atas, dapat ditarik kesimpulan bahwa penetapan

bobot isi diperlukan pada setiap penetapan KA (% v) pada tanah yang

mengandung liat tinggi dan mempunyai kemampuan untuk mengembang-

mengerut. Adapun untuk tanah yang mempunyai kandungan liat yang rendah,

penetapan bobot isi cukup dilakukan dengan cara yang umum dilakukan

(satu nilai bobot isi untuk semua penetapan kadar air di berbagai tekanan).

Pendugaan Kurva Karakteristik Kelembaban Tanah dengan Persamaan Raws et al. (1982)

Selain dengan menggunakan metode yang biasa dilakukan di laboratorium,

kurva karakteristik kelembaban tanah juga ditetapkan dengan menggunakan

model pendugaan Raws et al. (1982). Model ini dikembangkan untuk

mempermudah penetapkan kurva karakteristik kelembaban tanah pada kelas

tekstur yang luas dalam kaitannya dengan penentuan kadar air yang tersedia bagi

tanaman. Hasil perhitungan KA (% v) dengan menggunakan persamaan

matematis Raws et al. (1982) ditampilkan pada Tabel 2, sedangkan perbandingan

antara kurva karakteristik kelembaban tanah dari model persamaan Raws et al.

(1982) dengan pengukuran di laboratorium disajikan pada Gambar 3. Bentuk

persamaan empiris dari persamaan matematis Raws et al. (1982) pada berbagai

taraf tekanan (pF) disajikan pada Tabel 4.

Tabel 4. Persamaan Empiris pada Penetapan KA (%v) di Beberapa Taraf pF Berdasarkan Persamaan Raws et al. (1982) Tekanan Bentuk Persamaan

10 kPa (= pF 2.00) = 0.4118- 0.003 (% sand) + 0.0023 (% clay) + 0.0317 (organic matter)

33 kPa (= pF 2.54) = 0.2576- 0.002 (% sand) + 0.0036 (% clay) + 0.0299 (organic matter)

100 kPa (= pF 3.00) = 0.0349+ 0.0014 (% silt) + 0.0055 (% clay) + 0.0251 (organic matter)

1500 kPa (=pF 4.20) = 0.026+ 0.005 (% clay) + 0.0158 (organic matter )

Tabel 2 menunjukkan bahwa secara umum nilai KA (% v) hasil

perhitungan matematis Raws et al. (1982) lebih tinggi dari nilai KA (% v) yang

dihasilkan oleh jenis contoh tanah terbagi untuk ketiga jenis tanah. Hal yang unik

terlihat pada Latosol Darmaga, dimana persamaan matematis Raws et al. (1982)

menghasilkan nilai KA (% v) yang jauh lebih besar dari yang dihasilkan dari

pengukuran dengan jenis contoh tanah utuh maupun terbagi. Pada persamaan

matematis yang dikembangkan oleh Raws et al. (1982), parameter yang

berpengaruh terhadap kemampuan retensi air tana h adalah kandungan bahan

organik dan komponen tekstur (kandungan pasir, debu, liat). Diantara parameter

tersebut, kandungan bahan organik dan liat merupakan parameter yang paling

berpengaruh pada penetapan retensi air tanah di tiap taraf nilai tekanan. Hal ini

ditunjukkan dengan besarnya nilai koefisien pada parameter kandungan bahan

organik dan liat di tiap taraf tekanan (Tabel 1). Oleh karena itu pada Latosol

Darmaga yang mempunyai kandungan bahan organik yang cukup tinggi (5.12 %)

dan kandungan liat yang tinggi (77.48 %) hasil prediksi dengan persamaan

matematis Raws et al. (1982) lebih tinggi dibandingkan hasil pengukuran dengan

jenis contoh tanah utuh maupun terbagi.

Adapun pada Regosol Laladon penggunaan persamaan matematis Raws et.

al (1982) menghasilkan nilai KA (% v) yang mendekati KA (% v) yang dihasilkan

oleh jenis contoh tanah utuh dan terbagi (Gambar 3). Hal ini menunjukkan bahwa

persamaan matematis Raws et al. (1982) sesuai untuk jenis tanah yang memiliki

kandungan liat yang rendah dan kandungan bahan organik yang sedang seperti

pada Regosol Laladon.

Perhitungan kadar air (% v) pada tiap taraf nilai tekanan dengan

menggunakan model matematis Raws et al. (1982) juga dapat digunakan untuk

melakukan perencanaan irigasi dan drainase di daerah yang kurang memiliki

fasilitas yang lengkap untuk menetapkan kurva karakteristik kelembaban dimana

informasi tekstural dan kandungan bahan organik tersedia.

Gambar 3. Perbandingan Kurva Karakteristik Kelembaban Tanah Antara

Pengukuran di Laboratorium (Jenis contoh Tanah Utuh dan Terbagi) dengan Model Persamaan Matematis Raws et al. (1982)

0

Pengaruh Kelas Tekstur Tanah pada Kurva Karakteristik Kelembaban Tanah

Tekstur tanah adalah perbandingan antara persentase kandungan pasir,

debu, dan liat dalam tanah. Partikel pasir, debu, dan liat mempunyai karakter yang

berbeda-beda dalam meretensi air. Urutan kemampuan meretensi air pada partikel

tanah dari yang terbesar sampai terkecil yaitu liat > debu > pasir, dimana hal ini

akan berpengaruh terhadap kurva karakteristik kelembaban tanah. Tanah yang

memiliki kandungan liat yang tinggi akan meretensi air lebih kuat.

Pada Gambar 4 dapat dilihat bahwa Grumusol Cihea dan Latosol Darmaga

mempunyai bentuk kurva pF yang lebih tegak daripada kurva pF Regosol Laladon

dan Regosol Muntilan. Kurva pF Latosol Darmaga mempunyai bentuk yang lebih

tegak dibandingkan kurva pF Grumusol Cihea. Hal ini dapat dijelaskan bahwa

Latosol Darmaga memiliki kandungan liat yang lebih tinggi yaitu 77.50%

dibandingkan dengan Grumusol Cihea sebesar 51.79%. Disamping itu, kandungan

bahan organik Latosol Darmaga juga lebih besar dari Grumusol Cihea

(5.12% > 2.50%). Kandungan liat dan bahan organik yang tinggi menyebabkan

tanah mempunyai kemampuan meretensi air yang kuat pada tiap nilai hisapan

matriks. Hal tersebut menyebabkan selisih kadar air dari tiap-tiap hisapan matriks

tidak terlalu besar, sehingga kurva karakteristik kelembaban yang terbentuk lebih

tegak.

Regosol Laladon yang mempunyai tekstur lempung mempunyai kurva pF

yang lebih landai dibandingkan kurva pF Latosol Darmaga dan Grumusol Cihea,

sedangkan Regosol Muntilan yang bertekstur pasir mempunyai bentuk kurva pF

yang paling landai. Tanah bertekstur pasir umumnya memiliki ukuran pori yang

besar, sehingga saat tekanan diberikan air segera keluar dari jerapan tanah dan

hanya sedikit saja yang mampu dijerap. Akibatnya, selisih kadar air di tiap nilai

hisapan matriks sangat besar sehingga kurvanya menjadi landai.

Sumber kurva pF Regosol Muntilan : Giyanto (2004)

Gambar 4. Perbandingan antara kurva pF Grumusol Cihea, Latosol Darmaga, Regosol Laladon, dan Regosol Muntilan

Penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang

Kadar Air Kapasitas Lapang (KAKL) adalah kadar air dari bagian lembab

pada tanah, setelah kelebihan air didrainase keluar dan rata-rata pergerakan air ke

bawah telah menurun (Veihmeyer dan Hendrickson, 1950). Penetapan KAKL

dilakukan dengan menggunakan empat pendekatan, yaitu metode dengan alat

pressure plate apparatus menggunakan contoh tanah utuh (KA dan BI pada

pF 2.54) maupun contoh tanah terbagi, metode Alhrick, dan metode Bouyoucos.

Nilai hasil penetapan KAKL (% b) dengan keempat pendekatan tersebut disajikan

pada Tabel 5.

Tabel 5 menunjukkan bahwa pada Grumusol Cihea, KAKL (% b) yang

dihasilkan dengan keempat pendekatan tersebut adalah sebesar 46.07%, 38.86%,

47.38%, dan 50.82%. Nilai tersebut sejalan dengan kisaran yang dikemukakan

oleh Rowell (1937) yaitu bahwa kisaran Kadar Air Kapasitas Lapang (% b)

(setara pF 2.54) pada tanah yang bertekstur berat (liat) adalah 38-53 %,

sedangkan untuk tanah yang bertekstur sedang (lempung) adalah 27-35 %

(Tabel Lampiran 7).

Tabel 5. Kadar Air Kapasitas Lapang pada Berbagai Metode Pengukuran

Kadar Air Kapasitas Lapang (% b)

Metode Grumusol Cihea

Latosol Darmaga

Regosol Laladon

Pressure Plate Apparatus (contoh tanah utuh)

46.07 53.79 34.43

Pressure Plate Apparatus (contoh tanah terganggu)

38.86 55.32 29.63

Alhrick 47.38 51.53 36.93 Bouyoucos 50.82 50.17 30.86

Pada Latosol Darmaga nilai KAKL (% b) yang dihasilkan oleh pressure

plate apparatus dengan menggunakan jenis contoh tanah terbagi menghasilkan

nilai yang lebih tinggi (55.32 %) dibandingkan dengan kisaran yang dikemukakan

oleh Rowell (1937). Penetapan retensi air tanah dengan mengguna kan jenis

contoh tanah terbagi mengakibatkan pori tanah menjadi rusak akibat dari

pemotongan contoh tanah yang digunakan. Hal ini menyebabkan adanya

perubahan ukuran pori tanah dari makro menjadi pori meso ataupun mikro.

Berdasarkan Tabel Lampiran 5 tampak bahwa pada Latosol Darmaga untuk jenis

contoh tanah terbagi, perubahan jenis pori lebih banyak ke arah jenis pori air

tersedia dimana kadar air pada pF 2.54 merupakan batas atasnya.

Pada penetapan KAKL (% b) untuk Regosol Laladon, metode Alhrick

menghasilkan nilai yang lebih besar dari kisaran yang dikemukakan oleh Rowell

(1937). Pada metode Alhrick digunakan tanah kering udara (lolos ayakan 2mm)

yang kurang mewakili kondisi struktural tanah di lapang. Hal ini kurang sesuai

untuk digunakan pada penetapan KAKL (setara pF 2.54) yang masih termasuk

pada kisaran hisapan matriks rendah. Hillel (1980) menyatakan bahwa jumlah air

yang diretensi pada nilai hisapan matriks relatif rendah (misal antara 0 dan 1 bar)

sangat dipengaruhi oleh efek kapilaritas dan distribusi ukuran pori, dengan

demikian sangat dipengaruhi oleh struktur tanah. Selain itu, kondisi tanah di

lapang bukanlah seperti yang diwakilkan pada tanah kering udara yang lolos

ayakan 2 mm. Pada kondisi sebenarnya di lapang, tanah bertekstur kasar sekalipun

masih mempunyai unit struktural.

Metode Bouyoucos memberikan hasil yang sesuai dengan kisaran KAKL

yang dikemukakan oleh Rowell (1937) untuk ketiga jenis tanah. Namun metode

ini memiliki kekurangan yaitu bahwa pada metode ini digunakan contoh tanah

kering udara lolos ayakan 2 mm dan adanya penjenuhan tanah secara tiba-tiba

serta penghisapan dengan hisapan setara dengan 1/3 atmosfer untuk mendapatkan

nilai KAKL. Penjenuhan yang tiba-tiba dapat menyebabkan partikel liat belum

menyerap air dengan sempurna dan adanya udara yang terperangkap dalam pori

tanah. Selain itu, pengosongan pori-pori tanah yang dilakukan dengan jalan

memberikan hisapan dalam waktu singkat dapat mengakibatkan pori tanah yang

seharusnya kosong pada hisapan tersebut belum sepenuhnya kering.

Adapun pada metode dengan alat pressure plate apparatus dengan jenis

contoh tanah utuh dianggap paling sesuai untuk menetapkan nilai KAKL karena

pada pendekatan ini contoh tanah yang digunakan sudah mewakili kondisi

struktural tanah di lapang karena merupakan contoh tanah utuh. Selain itu, nilai

KAKL (% b) yang dihasilkan dengan pendekatan ini sesuai dengan kisaran yang

dikemukakan oleh Rowell (1937) untuk ketiga jenis tanah.

Penetapan Jumlah Air Tersedia

Jumlah air tersedia adalah selisih antara air yang ditambat pada Kapasitas

Lapang (0.3 bar) dan Titik Layu Permanen (15 bar) (Black, 1973). Giyanto (2004)

menyatakan bahwa walaupun pasir tidak mempunyai pengaruh secara nyata tetapi

ada kecenderungan penurunan air tersedia disebabkan oleh bertambahnya

persentase pasir. Hal ini dapat terjadi karena tanah bertekstur pasir didominasi

oleh pori makro yang tidak menyediakan air bagi tanaman. Demikian juga antara

persentase liat dengan kandungan air tersedia, walaupun persentase liat tidak

secara nyata mempunyai pengaruh terhadap air tersedia tetapi ada kecenderungan

peningkatan air tersedia oleh bertambahnya persentase liat. Hasil penetapan

Jumlah Air Tersedia dengan berbagai pendekatan jenis contoh tanah disajikan

pada Tabel 6.

Pada Grumusol Cihea, kelima jenis contoh tanah yang digunakan

menghasilkan nilai Jumlah Air Tersedia (% v) yang berbeda. Tiga jenis contoh

yang pertama menghasilkan nilai Jumlah Air Tersedia (% v) yang berdekatan

yaitu sebesar 7.10%, 5.32%, dan 7.58%. Adapun dua jenis contoh terakhir

menghasilkan Jumlah Air Tersedia (%v) yang lebih tinggi (23.08%, 17.69%).

Pada Latosol Darmaga, nilai Jumlah Air Tersedia (% v) yang dihasilkan oleh jenis

contoh tanah ke tiga, empat dan lima menghasilkan nilai Jumlah Air Tersedia

yang berdekatan (16.10%, 19.56%, 14.42%). Adapun kedua jenis contoh tanah

lainnya menghasilkan Jumlah Air Tersedia (% v) yang lebih rendah

(6.00% dan 3.26%).

Tabel 6. Hasil Pengukuran Jumlah Air Tersedia (% volume) Metode Pressure Plate Apparatus dengan Berbagai Pendekatan Jenis Contoh Tanah

Grumusol Cihea

Latosol Darmaga

Regosol Laladon No Jenis Contoh Tanah

....................... KA (% v)....................

1 Contoh Tanah Utuh (bobot isi seragam di tiap taraf pF) 7.10 6.00 4.39

2 Contoh Tanah Utuh (bobot isi tidak seragam di tiap taraf pF)

5.32 3.26 5.56

3 Contoh Tanah Terbagi untuk KA pF 2.54 dan Contoh Tanah Kering Udara (Lolos Ayakan 2 mm) untuk KA pF 4.2

7.58 16.10 13.98

4

KA pF 2.54 dengan Contoh Tanah Utuh (bobot isi seragam di tiap taraf pF) dan KA pF 4.2 dengan Contoh Tanah Kering Udara (Lolos Ayakan 2 mm)

23.08 19.56 22.01

5

KA pF 2.54 dengan Contoh Tanah Utuh (bobot isi tidak seragam di tiap taraf pF) dan KA pF 4.2 dengan Contoh Tanah Kering Udara (Lolos Ayakan 2 mm)

17.69 14.42 23.52

Adapun pada Regosol Laladon, nilai Jumlah Air Tersedia hasil metode

dengan alat pressure plate membran apparatus pada jenis contoh tanah utuh

(bobot isi yang seragam maupun bobot isi yang tidak seragam di tiap taraf pF)

menunjukkan perbedaan yang tida k besar (berdasarkan selisih persen kadar air).

Adapun pada tiga jenis contoh terakhir menghasilkan nilai Jumlah Air Tersedia

yang lebih tinggi (13.98%, 22.01%, dan 23.52%).

Pada pendekatan pertama yang menggunakan contoh tanah utuh dan bobot

isi seragam di tiap taraf pF, nilai Jumlah Air Tersedia (% v) yang dihasilkan lebih

besar dari jenis contoh yang ke dua (menggunakan bobot isi yang tidak seragam di

tiap taraf nilai pF). Perbedaan ini disebabkan oleh penggunaan jenis penetapan

bobot isi. Dari Tabel 6 terlihat bahwa pada Grumusol Cihea dan Latosol Darmaga

selisih Jumlah Air Tersedia (% v) yang diperoleh dengan menggunakan jenis

contoh pertama dan ke dua lebih besar dibandingkan pada Regosol Laladon. Hal

ini menunjukkan terlihat bahwa adanya pengaruh dari perubahan bobot isi sebagai

akibat dari aktivitas liat pada kedua jenis tanah tersebut. Pada Regosol Laladon

yang mempunyai kandungan liat yang rendah (19.73%), tampak bahwa tidak ada

perbedaan yang mencolok antara nilai Jumlah Air Tersedia (% v) yang dihasilkan

baik dengan menggunakan pendekatan pertama (bobot isi seragam di tiap taraf

pF) maupun pendekatan ke dua (bobot isi tidak seragam di tiap taraf pF). Pada

pendekatan ke dua, yang menggunakan jenis contoh tanah utuh dan bobot isi yang

tidak seragam di tiap taraf pF sebenarnya cukup bagus karena telah menggunakan

contoh tanah utuh yang mewakili kondisi struktural tanah di lapang dan

menggunakan bobot isi yang tidak seragam di tiap taraf pF yang diperlukan untuk

tanah yang mengandung liat ataupun liat tipe 2: 1 yang tinggi. Namun, pada

pendekatan ini masih menggunakan jenis contoh tanah utuh yang kurang tepat

digunakan pada penetapan KA (% v) pF 4.2 (setara dengan 15 bar).

Jenis contoh tanah yang digunakan pada pendekatan ke tiga adalah contoh

tanah terbagi untuk penetapan KA (% v) pF 2.54 dan contoh tanah kering udara

(lolos ayakan 2 mm) untuk penetapan KA (% v) pF 4.2. Tabel 6 memperlihatkan

bahwa dengan menggunakan jenis contoh tanah ini untuk Grumusol Cihea

memiliki nilai Jumlah Air Tersedia (% v) ya ng paling kecil dibandingkan Latosol

Darmaga dan Regosol Laladon. Namun, nilai Jumlah Air Tersedia (% v)

Grumusol Cihea pada jenis contoh tanah ini mendekati nilai yang dihasilkan dua

jenis contoh tanah sebelumnya (jenis contoh pertama dan ke dua). Penggunaan

contoh tanah terbagi pada penetapan KA (% v) pF 2.54 untuk Grumusol Cihea

menghasilkan nilai KA (% v) yang rendah. Hal ini disebabkan karena adanya

perusakan pada pori tanah akibat dari pemotongan sampel sehingga pori yang

seharusnya masih mampu merete nsi air pada kisaran pF 2.54 telah berubah

menjadi ukuran pori yang lebih kecil. Selain itu, penggunaan contoh tanah terbagi

juga merusak kontinyuitas pori tanah sehingga air lebih mudah untuk dilepaskan.

Retensi air tanah pada keadaan Kapasitas Lapang (setara pF 2.54) masih sangat

dipengaruhi oleh struktur tanah, sehingga penggunaan contoh tanah terbagi pada

penetapan nilai KA (% v) dirasakan kurang tepat. Penggunaan jenis contoh utuh

(bobot isi seragam maupun tidak seragam di tiap taraf nilai pF) pada Latosol

Darmaga dan Regosol Laladon menghasilkan nilai Jumlah Air Tersedia (% v)

yang lebih rendah dari jenis contoh ke tiga. Hal ini disebabkan oleh tingginya nilai

KA (% v) Titik Layu Permanen (setara pF 4.2) pada penggunaan jenis contoh

utuh sehingga selisih antara KA (% v) Kapasitas Lapang (setara pF 2.54) dan KA

(% v) Titik Layu Permanen (setara pF 4.2) lebih lebih kecil dibandingkan pada

contoh terbagi. Penggunaan jenis contoh kering udara (lolos ayakan 2 mm) lebih

tepat digunakan pada penetapan KA (% v) Titik Layu Permanen.

Pendekatan ke empat menggunakan jenis contoh tanah utuh dengan bobot

isi seragam di tiap taraf pF untuk menetapkan KA (% v) pF 2.54 dan jenis contoh

tanah kering udara (lolos ayakan 2 mm) untuk menetapkan KA (% v) pF 4.2.

Pada Grumusol Cihea, pendekatan jenis contoh pertama dan ke dua menghasilkan

nilai Jumlah Air Tersedia (% v) yang jauh lebih kecil dari jenis contoh tanah ini.

Hal tersebut dipengaruhi oleh penggunaan contoh tanah utuh pada penetapan nilai

KA (% v) Titik Layu Permanen (setara pF 4.2) pada jenis contoh pertama dan ke

dua. Penggunaan jenis contoh utuh menghasilkan nilai KA (% v) Titik Layu

Permanen yang lebih besar dari jenis contoh kering udara (lolos ayakan 2 mm)

Pada Latosol Darmaga dan Regosol Laladon pendeka tan jenis contoh tanah ini

menghasilkan nilai Jumlah Air Tersedia (% v) yang lebih besar dari jenis contoh

yang ke tiga. Hal ini disebabkan karena pada Latosol Darmaga dan Regosol

Laladon nilai KA (% v) Kapasitas Lapang (setara pF 2.54) yang dihasilkan oleh

jenis contoh tanah utuh (bobot isi seragam di tiap taraf pF) adalah 53.25% dan

39.94%, yang lebih besar dibandingkan dengan yang dihasilkan contoh tanah

terbagi (49.79% dan 32.59%) (Tabel 2). Kelemahan dari pendekatan jenis contoh

tanah ini adalah penggunaan bobot isi yang seragam di tiap taraf pF yang kurang

sesuai untuk tanah yang memiliki kandungan liat tinggi dan mempunyai

kemampuan mengembang-mengerut.

Jenis contoh tanah terakhir yang digunakan adalah contoh tanah utuh

dengan bobot isi tidak seragam di tiap taraf nilai pF untuk penetapan KA (% v)

Kapasitas Lapang (setara pF 2.54) dan contoh tanah kering udara

(lolos ayakan 2 mm) untuk penetapan KA (% v) Titik Layu Permanen

(setara pF 4.2). Pada penggunaan jenis contoh tanah ini, terlihat bahwa nilai

Jumlah Air Tersedia (% v) untuk Grumusol Cihea dan Latosol Darmaga berbeda

(lebih kecil) dari nilai yang dihasilkan oleh jenis contoh ke empat sedangkan

untuk Regosol Laladon nilai Jumlah Air Tersedia (% v) yang dihasilkan tidak

terlalu berbeda dengan nilai yang dihasilkan oleh jenis contoh ke empat.

Perbedaan nilai Jumlah Air Tersedia (% v) pada Grumusol Cihea dan Latosol

Darmaga ini disebabkan oleh penggunaan bobot isi yang tidak seragam di tiap

taraf pF. Tampak bahwa pada Grumusol Cihea yang memiliki liat mengembang-

mengerut dan Latosol Darmaga yang memiliki kandungan liat yang tinggi,

penggunaan nilai bobot isi yang tidak seragam pada tiap taraf pF berpengaruh

terhadap nilai KA (% v) Kapasitas Lapang (setara pF 2.54) yang dihasilkan

sehingga secara langsung juga mempengaruhi nilai Jumlah Air Tersedia (% v).

Sedangkan pada Regosol Laladon yang bertekstur lempung dengan kadar liat

yang rendah (19.73%), penggunaan nilai bobot isi yang seragam maupun yang

tidak seragam di tia p taraf pF tidak berpengaruh terhadap nilai KA (% v) yang

dihasilkan. Pada pendekatan ini, Jumlah Air Tersedia (% v) pada Regosol Laladon

yang bertekstur lempung adalah lebih besar daripada Grumusol Cihea dan Latosol

Darmaga yang bertekstur liat (23.52% >> 17.69% dan 14.42%). Hal ini sejalan

yang dikemukakan oleh Indranada (1986) yaitu bahwa ketersediaan air yang

paling tinggi akan dijumpai pada tanah yang bertekstur sedang (lempung),

sedangkan pada tanah yang bertekstur ekstrim (kasar maupun halus) paling rendah

Jumlah Air Tersedianya. Rowell (1937) juga menyatakan bahwa pada tanah yang

bertekstur sedang (lempung), jika ditangani dengan baik akan mempunyai

distribusi ukuran pori yang menghasilkan sifat tanah dengan drainase dan

ketersediaan air yang bagus. Berdasarkan uraian di atas, pendekatan jenis contoh

tanah inilah yang paling tepat dibandingkan pendekatan jenis contoh lainnya. Hal

ini disebabkan karena pada pendekatan ini menggunakan jenis contoh tanah utuh

yang struktur tanahnya masih terjaga, sehingga pada penetapan KA (% v) pada

kisaran pF rendah hasilnya lebih akurat. Penggunaan bobot isi yang tidak seragam

di tiap taraf pF akan bermanfaat pada penetapan nilai KA (% v) pada tanah yang

memiliki kandungan liat tipe 2:1 yang mengembang-mengerut maupun pada tanah

yang memiliki kandungan liat yang tinggi. Selain itu, penggunaan jenis contoh

tanah kering udara (lolos ayakan 2 mm) tepat untuk digunakan pada penetapan

KA (% v) Titik Layu Permanen (setara pF 4.2).

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Penetapan Kadar Air (% v) dengan menggunakan jenis contoh tanah

terbagi menghasilkan nilai yang selalu lebih kecil dibandingkan jenis contoh tanah

utuh. Penetapan bobot isi pada tiap titik taraf nilai pF diperlukan pada tanah yang

memiliki kandungan liat tinggi dan mempunyai kemampuan untuk

mengembang-mengerut. Persamaan matematis Raws et al. (1982) sesuai untuk

jenis tanah bertekstur sedang dengan kandungan bahan organik dan liat yang

rendah. Pada tanah yang bertekstur berat dengan kandungan liat dan bahan

organik tinggi, persamaan Raws et al. (1982) menghasilkan nilai KA (% v) yang

lebih tinggi dari pengukuran dengan jenis contoh tanah terbagi maupun utuh.

Kurva karakteristik kelembaban pada tanah yang bertekstur liat

mempunyai bentuk yang tegak, sedangkan tana h yang bertekstur pasir cenderung

memiliki bentuk yang landai. Pada penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang

(% volume) metode dengan alat pressure plate apparatus menggunakan contoh

tanah utuh (bobot isi tidak seragam di tiap taraf pF) merupakan metode yang

paling sesuai. Pada pengukuran jumlah air tersedia (% v), Regosol Laladon

mempunyai nilai yang paling tinggi.

Saran

Untuk mendapatkan nilai Kadar Air Tersedia, sebaiknya menggunakan

contoh tanah utuh (bobot isi yang berbeda di tiap taraf nilai pF) untuk penetapan

Kadar Air Lapasitas Lapang (kisaran pF 2.54) sedangkan untuk penetapan Kadar

Air Layu Permanen (kisaran pF 4.2) dengan menggunakan contoh tanah kering

udara (lolos ayakan 2 mm).

DAFTAR PUSTAKA

Black, C.A. 1973. Soil-Plant Relationships. 2nd Edition. Wiley Eastern Private Limited. New Delhi.

Blake, G. R.1965. Methods of Soil Analysis: Bulk Density. C. A. Black (ed). Agron. 9. Am. Soc. Agron. Madison, Wis. Dalam : Buol, S. W., F. D. Hole, dan R. J. Mc Cracken. 1978. Soil Genesis and Classification. Second Indian Reprint. Oxford and IBH Publishing Co. New Delhi, Bombay, Calcuta.

Blake, G. R. and Hartge. 1986. Methods of Soil Analysis Part 1. Physical and Mineralogical Methods: Bulk Density . Klute. A (ed). American Society of Agronomy-Soil Scie nce Society of America. Minnesota.

Boekel, P. 1963. Soil Structure and Plant Growth . Neth. J. Agr. Sci. 11, 120-127. Dalam : Hillel, D. 1971. Soil and Water: Physical Principles and Proceses. Academic Press. New York.

Borg, H. 1982. Estimating Soil Hydaraulic Properties from Textural Data. Ph.D. thesis. Washingthon State Univ., Pullman (Diss. Abstr. 83-03292). Dalam: Saxton, K. E., W. J. Raws, J. S. Rornberger, and R. I. Papendick. 1986. Estimating Generalized Soil-Water Characteristics from Texture. Soil Sci. Soc. Am. J. 50:1031-1036.

Buol, S. W., F. D. Hole, dan R. J. Mc Cracken. 1978. Soil Genesis and Classification. Second Indian Reprint. Oxford and IBH Publishing Co. New Delhi, Bombay, Calcuta.

Croney, D. and J. D. Coleman. 1954. Soil Structure in Relation to Soil Suction (pF). J. Soil Sci. 5:75-84. Dalam: Klute, A (ed). 1986. Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical and Mineralogical Methods: Laboratory Methods. American Society of Agronomy-Soil Science Society of America. Minnesota.

Dane, J. H. and A. Klute. 1977. Salt Effect on The Hydraulic Properties of Swelling Soil. Soil Sci. Soc. Am. J. 41: 1043-1049. Dalam : Hillel, D. 1980. Fundamental of Soil Physics. Academic Press, New York.

Elrick, D. E. and C. B. Tanner. 1955. Influence of Sample Pretreatment on Soil Moisture Retention. Soil Sci. Soc. Am. J. Proc. 19:279-282. Dalam : Klute, A (ed). 1986. Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical and Mineralogical Methods: Laboratory Methods. American Society of Agronomy-Soil Science Society of America. Minnesota.

Emerson, W. W. 1938. Soil Stucture. Imperial Bur. Soil Sci. Tech. Commun. 317. Dalam : Hillel, D. 1971. Soil and Water. Physical Principles and Processes. Academic Press. New York.

Gardner, W. 1920. The Capillary Potensial and Its Relation to Soil Moisture Content. Soil Sci. Soc. Am. J. 10:357-359. Dalam: Hillel, D. 1980. Fundamental of Soil Physics. Academic Press. New York.

Giyanto, I. 2004. Karakterisasi Kelembaban Tanah dalam Kaitannya dengan Sifat Fisika Tanah pada Berbagai Tekstur dan Jenis Tanah. Skripsi. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Grim, R. E. 1958. Organization of Water on Clay Mineral Surfaces and Its Implications for The Properties of Claywater System. Water and Its Conduction Soils. Highway Res. Board. Spec. Rep 40. Nat. Acad. Sci. Nat. Res. Council. Publ. 629, pp 17-23. Dalam : Hillel, D. 1971. Soil and Water. Physical Principles and Proce sses. Academic Press. New York.

Grossman, R. B., B. R. Brasher, D. P. Franzmeizer, dan J. L. Walker. 1968. Linier Extensibility as Calculated from Natural Clod Bulk Density Measurements. Soil. Sci. Soc. Am. Proc. 32 : 5 70-73. Dalam: Buol, S. W., F. D. Hole, dan R. J. Mc Cracken. 1978. Soil Genesis and Classification. Second Indian Reprint. Oxford and IBH Publishing Co. New Delhi, Bombay, Calcuta.

Hartge, K. H. 1965. Vergleich der Schrumpfung Ungestorter Boden und Gekneteter Pasten. Z. Friedr. Wilh. Univ. Jena. (math-nat. reihe) 14 : 53-57. Dalam: Blake, G. R. and Hartge. 1986. Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical and Mineralogical Methods: Bulk Density. Klute, A. (ed). American Society of Agronomy-Soil Science Society of America. Minnesota.

.1968. Heterogenitat oles Bodens Oder Quellung? Trans. Int. Congr. Soil Sci, Soil Sci. 69: 487-496. Dalam: Blake, G. R. and Hartge. 1986. Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical and Mineralogical Methods: Bulk Density. Klute, A. (ed). American Society of Agronomy-Soil Science Society of America. Minnesota.

Hillel, D. 1971. Soil and Water. Physical Principles and Processes. Academic Press. New York.

. 1980. Fundamental of Soil Physics. Academic Press, New York.

Indranada, H. K. 1986. Pengelolaan Kesuburan Tanah. PT. Bina Aksara. Jakarta

Jenny, H. 1932. Studies on The Mecanism of Ionic Exchange In Colloidal Alluminium Sillicates. J. Phys. Chem. 36, 2217-2258. Dalam: Hillel, D. 1971. Soil and Water. Physical Principles and Processes. Academic Press. New York.

.1938. Properties of Colloid. Stanford Univ. Press, Polo Alto, California. Dalam : Hillel, D. 1971. Soil and Water. Physical Principles and Processes. Academic Press. New York.

Klute, A (ed). 1986. Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical and Mineralogical Methods: Laboratory Methods. American Society of Agronomy-Soil Science Society of America. Minnesota.

Peck, A. J. 1969. Entrapment, Stability, and Persistence of Air Bubbles In Soil Water. Aust. J. Soil. Res. 7:79-90. Dalam: Hillel, D. 1980. Fundamental of Soil Physics. Academic Press, New York.

Raws, W. J., D. L. Brakensiek, and K. E. Saxton. 1982. Estimation of Soil Water Properties. Trans. ASAE 25:1316-1320. Dalam: Saxton, K. E., W. J. Raws, J. S. Rornberger, and R. I. Papendick. 1986. Estimating Generalized Soil-Water Characteristics from Texture. Soil Sci. soc. Am. J. 50:1031-1036.

Reeve, M. J., P. D. Smith, and A. J. Thomasson. 1973. The Effect of Density on Water Retention Properties of Fields Soil. J. Soil. Sci. 24:335-367. Dalam: Klute, A (ed). 1986. Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical and Mineralogical Methods: Laboratory Methods. American Society of Agronomy-Soil Science Society of America. Minnesota

Richards, L. A. 1965. Methods of Soil Analysis: Physical Condition of Water in Soil. C. A. Black (ed). Agron 9. Am. Soc. Agron. Madison. Wis. Dalam: Buol, S. W., F. D. Hole, dan R. J. Mc Cracken. 1978. Soil Genesis and Classification. Se