Oleh: PROF. DR. IR. MUSLIMIN MUSTAFA, M.Sc. (NIDN: 001714302) ASMITA AHMAD, ST.MSi. (NIDN: 0016127304) MUH. ANSAR, SP.MSi. (NIDN:0003057302) IR. MASYHUR SYAFIUDDIN (NIDN: 0031125911) PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI JURUSAN ILMU TANAH FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2012 Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 1 HALAMAN PENGESAHAN HIBAH PENULISAN BUKU AJAR BAGI TENAGA AKADEMIK UNIVERSITAS HASANUDDIN 2012 Judul : Dasar Dasar Ilmu Tanah Nama Lengkap : Prof. Dr Ir Muslimin Mustafa, M.Sc. NIP : 194311171966101001 Pangkat/Golongan : Pembina Utama Madya / IV d Jurusan : Ilmu Tanah Makassar, 19 November 2012 Mengetahui : Ketua Jurusan Ilmu Tanah Penanggungjawab Penulisan, (DR Ir Burhanuddin Rasyid, MSc.) NIP. 196312291990021001 (Prof. Dr Ir Muslimin Mustafa, M. Sc) NIP. 194311171966101001 Mengetahui, Dekan Fakultas Pertanian (Prof. DR Yunus Musa, MSc.) NIP. 195412201983031001 Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 2 KATA PENGANTAR Buku pengajaran Dasar-Dasar Ilmu Tanah ini disusun sebagai bahan untuk memahami pengetahuan dasar tentang tanah secara umum, yang meliputi; tanah sebagai bagian dari litosfer, pembentukan tanah dan prosesnya serta faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan tanah tersebut. Dasar-Dasar Ilmu Tanah merupakan mata kuliah wajib bagi mahasiswa Fakultas Pertanian, karena menjelaskan dan membahas tentang tanah sebagai media pertumbuhan tanaman. Dalam proses pembentukan tanah, buku pengajaran Dasar-Dasar Ilmu Tanah ini memberikan penjelasan tentang peran faktor fisik, biologi, kimia dalam pembentukan tanah seperti perubahan iklim, temperatur, curah hujan serta mikroba dalam tanah. Pembahasan-pembahasan pokok serta kaitan antara setiap faktor pembentukan tanah tersebut akan memberikan pengertian tentang tanah sebagai media tumbuh tanaman. Berdasarkan pokok bahasan yang disampaikan maka diharapkan agar mahasiswa pertanian yang memahami proses pembentukan tanah tersebut dapat memiliki pemahaman tentang tanah sebagai media pertumbuhan tanaman. Materi bahasan dalam buku ajar ini akan merupakan dasar pemahaman untuk beberapa mata kuliah lanjutan yang berhubungan dengan tanah sebagai media tumbuh tanaman, seperti agrohidrologi, fisika tanah, kimia tanah, biologi tanah dan konservasi tanah dan air. Pokok-pokok bahasan dalam buku ajar ini sebagian besar bersumber dari bahan-bahan perkuliahan selama ini yang disempurnakan sesuai dengan literatur yang terkait. Buku ajar ini merupakan hasil revisi dari buku ajar yang telah diterbitkan pada tahun 2009. Revisi ini dilakukan guna meningkatkan kualitas buku ajar serta menambah khazanah membelajaran bagi mahasiswa. Para penyusun menyadari bahwa masih banyak kekurangan, serta keterbatasan pokok bahasan yang diuraikan dalam buku ajar ini. Koreksi dan Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 3 komentar serta usulan perbaikan buku ajar ini sangat kami harapkan. Atas perhatiannya kami mengucapkan terima kasih. Makassar, 19 November 2012 Tim Penyusun Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 4 RINGKASAN Tanah memiliki kemampuan memberikan makanan air, maupun udara sehingga tanaman dapat hidup dan tumbuh. Berdasarkan fakta tersebut, maka tanah didefenisikan sebagai bahan atau massa yang terdiri dari mineral dan bahan organik yang mendukung pertumbuhan tanaman di permukaan bumi. Tanah terdiri dari partikel-partikel batuan, bahan organik, mahluk hidup, udara dan air. Tanah merupakan sistem 3 fase, yaitu padat, cair dan gas yang selalu mengalami dinamisasi dalam kondisi seimbang. Dipandang dari sisi pedologi, tanah adalah suatu benda alam yang dinamis dan tidak secara khusus dihubungkan dengan pertumbuhan tanaman. Tanah yang dipelajari dalam hubungannya dengan pertumbuhan tanaman disebut edaphologi. Tanah yang terbentuk dari berbagai proses fisik, kimia dan biologi menghasilkan lapisan-lapisan yang berbeda dari suatu tempat ke tempat lainnya baik sifat fisik, kimia maupun sifat biologinya. Dalam istilah tanah, lapisan tersebut dikenal dengan nama horison. Penampakan vertikal dari tanah yang terdiri atas horison-horison disebut profil tanah. Cepat atau lambatnya pembentukan horisonhorison tanah dipengaruhi oleh faktor-faktor pembentuk tanah, yaitu: bahan induk, iklim, biota, topografi dan waktu. Fraksi anorganik tanah terdiri dari fragmen batuan dan mineral dengan berbagai ukuran dan susunan. Berdasarkan ukuran, dikenal fraksi utama yaitu : kerikil (>2 mm); pasir (2,0– 0,05 mm); debu (0,05-0,002 mm) dan liat (<0,002 mm). Fraksi ini secara umum tersusun oleh mineral silikat sekunder (mineral liat tipe 1:1, 2:1 dan 2:2), mineral besi oksida dan aluminium oksida, serta mineral primer yang resisten (kuarsa dan mika). Perbedaan ukuran fraksi tanah dan kandungan bahan mineral serta bahan organik tanah menyebabkan setiap tanah di dunia memiliki perbedaan sifat baik secara fisik, kimia dan biologi. Cirri-ciri fisik yang yang sangat penting dalam pengamatan dan penelitian tanah adalah warna, tekstur dan struktur. Ketiga hal Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 5 tersebut dapat menceritakan proses-proses yang mempengaruhi kondisi tanah pada saat terbentuk. Air mempunyai fungsi yang penting dalam tanah, antara lain pada proses pelapukan mineral dan bahan organik tanah, yaitu reaksi yang mempersiapkan hara larut bagi pertumbuhan tanaman. Selain itu, air juga berfungsi sebagai media gerak hara ke akar-akar tanaman. Akan tetapi, jika air terlalu banyak tersedia, hara-hara dapat tercuci dari daerah-daerah perakaran atau bila evaporasi tinggi, garam-garam terlarut mungkin terangkat kelapisan tanah atas. Air yang berlebihan juga membatasi pergerakan udara dalam tanah, merintangi akar tanaman memperoleh O2 sehingga dapat mengakibatkan tanaman mati. Setiap tanah mempunyai kadar air tanah kering udara, kadar air kapasitas lapang, dan kadar air maksimum yang berbeda-beda. Kadar air di dalam tanah dipengaruhi oleh tekstur dan struktur tanah, kandungan bahan organik, kedalaman solum, iklim, tumbuhan, senyawa kimiawi garamgaraman, pupuk dan bahan amelioran. Kandungan bahan mineral dan bahan organik tanah yang berukuran sangat halus (koloid tanah) sangat mempengaruhi sifat kimia tanah, utamanya pH, kapasitas tukar kation (KTK) dan kejenuhan basa, Partikel-partikel koloid yang sangat halus yang dikenal sebagai mikro sel pada umumnya bermuatan negatif, sehingga ion-ion yang bermuatan positif akan tertarik dan membentuk lapisan ganda ion (ionic double layer). Semua zat-zat organik dalam tanah, hidup atau mati, segar atau melapuk, senyawa sederhana atau yang kompleks, merupakan bagian dari bahan organik yang terdapat di tanah. Binatang-binatang, demikian juga akar-akar tanaman yang hidup dalam tanah tidak dimasukkan dalam definisi ini. Pada pihak lain, bakteri-bakteri, cendawan dan mikroba hidup dimasukkan sebagai bagian dari bahan organik karena alasan sederhana yaitu disebabkan tidak mungkin memisahkannya dari bahan organik lainnya dalam tanah. Bahan organik sangat penting peranannya di dalam tanah karena ikut serta menentukan sifat fisik, kimia dan biologi tanah. Perombakan bahan organik menjadi humus dilakukan oleh mikroorganisme. Mikroorganisme tersebut menyerap nitrogen bebas dari tanah dan udara, yang Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 6 kemudian menghubungkannya dengan elemen lain dalam bentuk yang tersedia bagi tanaman. Mikroorganisme tanah dibedakan menjadi flora dan fauna baik makro maupun mikro, seperti; cacing tanah, protozoa, bakteri, fungi, aktinomisetes, alga dan lain sebagainya. Kesuburan alamiah sutau tanah bergantung pada banyak sedikitnya hara yang dapat diberikan oleh bahan induk. Penyedian ini tidak dapat bertahan lama dalam sistem kesuburan tanah diakibatkan banyaknya kebocoran yang terjadi, seperti erosi dan panen. Untuk mencegah hal tersebut dapat dilakukan pemupukan dan ameliorasi. Pemupukan dan ameliorasi dapat dilakukan dengan pemilihan jenis pupuk yang tepat (contohnya pupuk organik atau pupuk anorganik) dan bahan amelioran (contohnya; kapur). Pengklasifikasian jenis tanah dimaksudkan untuk memudahkan dalam membedakan jenis-jenis tanah yang terdapat di dunia. Klasifikasi tanah yang umum digunakan adalah klasifikasi Pusat Penelitian Tanah Bogor, klasifikasi FAO/UNESCO dan USDA yang dikenal dengan nama Soil Taksonomi. Tanah dan air sebagai sumberdaya alam lahan yang terbatas luas dan kualitasnya serta tidak dapat diperbaharui, sedangkan kehidupan dan kelangsungan hidup manusia dan seluruh mahluk hidup lainnya sangat tergantung dari hasil eksploitasi tanah dan air. Karena itu tanah dan air yang terbatas ini perlu dikelola secara benar, tepat dan efisien secara berkesinambungan dan berkelanjutan agar dapat dimanfaatkan terus. Hal ini dapat dicapai bila tanah dan air dikelola secara benar, tepat dan efisien. Tanah dan air sebagai modal dasar pembangunan untuk berbagai aspek kepentingan, untuk berbagai sektor pembangunan. Untuk itu setiap bidang tanah perlu diatur peruntukan dan pemanfaatannya, yang disesuaikan dengan kemampuan tingkat kesesuaian lahan. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 7 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL HALAMAN PENGESAHAN KATA PENGANTAR RINGKASAN DAFTAR ISI MODUL 1 : KONSEPSI TANAH .......................................................................1 BAB I. Pendahuluan ........................................................................................1 A. Latar Belakang .................................................................................1 B. Ruang Lingkup Isi ............................................................................1 C. Sasaran Pembelajaran Modul ...........................................................2 BAB II. Pembahasan........................................................................................3 A. Indikator Penilaian ...........................................................................12 B. Contoh Tugas dan Latihan ...............................................................12 BAB III. Penutup ............................................................................................13 Daftar Pustaka ........................................................................................13 MODUL 2 : PROSES PEMBENTUKAN TANAH ...........................................14 BAB I. Pendahuluan ........................................................................................14 A. Latar Belakang .................................................................................14 B. Ruang Lingkup Isi ............................................................................14 C. Sasaran Pembelajaran Modul ...........................................................15 BAB II. Pembahasan........................................................................................16 A. Indikator Penilaian ...........................................................................28 B. Contoh Tugas dan Latihan ...............................................................28 BAB III. Penutup ............................................................................................29 Daftar Pustaka ........................................................................................29 MODUL 3 : MINERAL DALAM TANAH ........................................................30 BAB I. Pendahuluan ........................................................................................30 A. Latar Belakang .................................................................................30 B. Ruang Lingkup Isi ............................................................................31 C. Sasaran Pembelajaran Modul ...........................................................31 BAB II. Pembahasan........................................................................................32 A. Indikator Penilaian ...........................................................................38 B. Contoh Tugas dan Latihan ...............................................................38 BAB III. Penutup ............................................................................................39 Daftar Pustaka ......................................................................................39 Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 8 MODUL 4 : SIFAT FISIK TANAH ....................................................................40 BAB I. Pendahuluan ........................................................................................40 A. Latar Belakang .................................................................................40 B. Ruang Lingkup Isi ............................................................................40 C. Sasaran Pembelajaran Modul ...........................................................40 BAB II. Pembahasan........................................................................................41 A. Indikator Penilaian ...........................................................................51 B. Contoh Tugas dan Latihan ...............................................................51 BAB III. Penutup ............................................................................................52 Daftar Pustaka ......................................................................................52 MODUL 5 : KONSEP AIR TANAH...................................................................53 BAB I. Pendahuluan ........................................................................................53 A. Latar Belakang .................................................................................53 B. Ruang Lingkup Isi ............................................................................53 C. Sasaran Pembelajaran Modul ...........................................................53 BAB II. Pembahasan........................................................................................54 A. Indikator Penilaian ...........................................................................65 B. Contoh Tugas dan Latihan ...............................................................65 BAB III. Penutup ............................................................................................66 Daftar Pustaka ........................................................................................66 MODUL 6 : SIFAT-SIFAT KIMIA TANAH.....................................................67 BAB I. Pendahuluan ........................................................................................67 A. Latar Belakang .................................................................................67 B. Ruang Lingkup Isi ............................................................................67 C. Sasaran Pembelajaran Modul ...........................................................67 BAB II. Pembahasan........................................................................................68 A. Indikator Penilaian ...........................................................................83 B. Contoh Tugas dan Latihan ...............................................................83 BAB III. Penutup ............................................................................................84 Daftar Pustaka ........................................................................................84 MODUL 7 : BAHAN ORGANIK TANAH ........................................................85 BAB I. Pendahuluan ........................................................................................85 A. Latar Belakang .................................................................................85 B. Ruang Lingkup Isi ............................................................................85 C. Sasaran Pembelajaran Modul ...........................................................85 BAB II. Pembahasan........................................................................................86 A. Indikator Penilaian ...........................................................................98 B. Contoh Tugas dan Latihan ...............................................................98 BAB III. Penutup ............................................................................................99 Daftar Pustaka ........................................................................................99 Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 9 MODUL 8 : SIFAT BIOLOGI DASAR .............................................................100 BAB I. Pendahuluan ........................................................................................100 A. Latar Belakang .................................................................................100 B. Ruang Lingkup Isi ............................................................................100 C. Sasaran Pembelajaran Modul ...........................................................100 BAB II. Pembahasan........................................................................................101 A. Indikator Penilaian ...........................................................................107 B. Contoh Tugas dan Latihan ...............................................................107 BAB III. Penutup ............................................................................................108 Daftar Pustaka ........................................................................................108 MODUL 9 : KESUBURAN TANAH DAN PEMUPUKAN..............................109 BAB I. Pendahuluan ........................................................................................109 A. Latar Belakang .................................................................................109 B. Ruang Lingkup Isi ............................................................................109 C. Sasaran Pembelajaran Modul ...........................................................109 BAB II. Pembahasan........................................................................................110 A. Indikator Penilaian ...........................................................................116 B. Contoh Tugas dan Latihan ...............................................................116 BAB III. Penutup ............................................................................................117 Daftar Pustaka ........................................................................................117 MODUL 10 : KLASIFIKASI TANAH ...............................................................118 BAB I. Pendahuluan ........................................................................................118 A. Latar Belakang .................................................................................118 B. Ruang Lingkup Isi ............................................................................118 C. Sasaran Pembelajaran Modul ...........................................................118 BAB II. Pembahasan........................................................................................119 A. Indikator Penilaian ...........................................................................125 B. Contoh Tugas dan Latihan ...............................................................125 BAB III. Penutup ............................................................................................126 Daftar Pustaka ........................................................................................126 MODUL 11: PENGELOLAAN TANAH UNTUK PRODUKSI YANG BERKELANJUTAN ...................................................................127 BAB I. Pendahuluan ........................................................................................127 A. Latar Belakang .................................................................................127 B. Ruang Lingkup Isi ............................................................................128 C. Sasaran Pembelajaran Modul ...........................................................128 BAB II. Pembahasan........................................................................................129 A. Indikator Penilaian ...........................................................................162 B. Contoh Tugas dan Latihan ...............................................................162 BAB III. Penutup ............................................................................................163 Daftar Pustaka ........................................................................................163 Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 10 LAMPIRAN . ........................................................................................................164 Garis Besar Pokok Pengajaran (GBRP) ............................................................164 Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 11 MODUL 1 KONSEPSI TANAH BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang T anah adalah bagian dari permukaan bumi yang terbentuk dari bahan induk (P) yang telah mengalami proses pelapukan akibat pengaruh iklim (C) terutama faktor curah hujan, suhu dan pengaruh aktivitas organisme hidup (O) termasuk vegetasi, organisme (manusia) pada suatu topografi (R) atau relief tertentu dalam jangka waktu (T) tertentu pula. Menurut soil survey staff (1975) tanah adalah kumpulan tubuh alami pada permukaan bumi yang dapat berubah atau dibuat oleh manusia dari penyusunnya yang meliputi bahan organik yang sesuai bagi perkembangan akar tanaman. Di bagian atas dibatasi oleh udara atau air yang dangkal, ke samping dapat dibatasi oleh air yang dalam atau bahkan hamparan es atau batuan, sedangkan bagian bawah dibatasi oleh suatu materi yang tidak dapat disebut tanah yang sulit didefinisikan. Ukuran terkecilnya 1 sampai 10 m2 tergantung pada keragaman horisonnya. B. Ruang Lingkup Isi Modul ini akan membantu mahasiswa dalam memahami konsepsi tentang tanah termasuk kepentingan tanah, tanah sebagai hasil pelapukan, tanah sebagai medium tumbuh tanaman dan tanah sebagai sistem tiga fase. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 1 C. Sasaran Pembelajaran Modul Modul ini diharapkan dapat membantu mahasiswa dalam memahami kepentingan ilmu tanah dalam sistem produksi serta mampu menjelaskan tanah sebagai suatu sistem, penyusunan tanah, dan tanah sebagai media tumbuh tanaman. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 2 BAB II. PEMBAHASAN Tanah Sebagai Sumber Kehidupan Setiap hari kita menginjak tanah, serta di sekitar kita tumbuh tanaman pepohonan maupun rumput-rumputan. Berbagai pertanyaan muncul tentang tanah yang kita injak dan tempat pohon dan rumput tersebut tumbuh. Kenapa tanaman dapat tumbuh di atas tanah dan dari mana asal tanah tersebut. Masih banyak keingintahuan kita tentang tanah yang perlu dijawab, mengingat keanekaragaman dari tanah itu sendiri misalnya tanah di pegunungan, di lembah maupun di sekitar pantai. Namun kalau mengacuh pada kenyataan bahwa tanaman dapat tumbuh di atas tanah, maka tanah memiliki kemampuan memberikan makanan air, maupun udara sehingga tanaman dapat hidup dan tumbuh. Berdasarkan fakta tersebut, maka tanah didefenisikan sebagai bahan atau massa yang terdiri dari mineral dan bahan organik yang mendukung pertumbuhan tanaman di permukaan bumi. Tanah terdiri dari partikel-partikel batuan, bahan organik, mahluk hidup, udara dan air. Tanah dapat menumbuhkan tanaman sebagai makanan bagi mahluk hidup (hewan dan manusia), yang menghasilkan kalori sebagai sumber energi maka tanah dinilai sangat penting dan mendapatkan perhatian dari semua pihak baik secara individu maupun secara kelompok. Kita semua berharap agar tanah selalu berkembang secara kualitatif dan tidak berkurang secara kuantitatif tanah menjadi perhatian khusus bagi petani, masyarakat wilayah maupun secara nasional. Pihak yang sangat berkepentingan terhadap tanah adalah petani, baik secara individu maupun secara kelompok. Karena standar atau tingkat penghidupannya tergantung pada produksi pertanian yang dikelolanya masa depan para petani sangat ditentukan oleh cara petani mengelola tanahnya, mereka membutuhkan informasiinformasi yang mendukung usaha peningkatan produksi pertaniannya. Tanah yang baik memberikan perspektif kehidupan yang sehat dan tanaman yang baik. Perlu pula diingatkan bahwa produktif pertanian yang baik dari hasil upaya pengolahan yang baik bukan hanya dinikmati oleh petani, tetapi juga masyarakat, Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 3 dan pemerintah membutuhkan makanan dan pakaian yang untuk hidup sehat oleh produksi pertanian yang cukup dan baik. Pemahaman terhadap peran tanah sebagai faktor produksi kebutuhan makan bagi mahluk hidup sangat diperlukan. Pengertian Tanah Tanah mengandung pengertian yang berbeda-beda bagi tiap kepentingan. Seorang pembuat patung menganggap tanah sebagai bahan utama dalam pembuatan patungpatungnya. Lain halnya dengan seorang ahli tambang yang menganggap tanah sebagai sesuatu yang menghalangi kerj mereka oleh karena menutupi batuan atau mineral yang harus mereka gali. Demikian pula halnya dengan seorang ahli jalan yang menganggap tanah sebagai bagian permukaan bumi yang lembek sehingga perlu dipasang batu-batu di permukaannya agar menjadi kuat. Ibu-ibu rumah tangga menganggap tanah sebagai „biang‟ penyebab kotornya sepatu, lantai, karpet. Istilah tanah memang mempunyai pengertian yang luas dan arti yang berbeda sesuai dengan peruntukkannya. Dalam bidang pertanian, tanah diartikan lebih khusus yaitu sebagai media tumbuhnya tanaman darat. Tanah berasal dari hasil pelapukan batuan bercampur dengan sisa-sisa bahan organik dari organisme (vegetasi atau hewan) yang hidup diatasnya atau didalamnya. Selain itu, di dalam tanah terdapat pula udara dan air. Air dalam tanah berasal dari air hujan yang ditahan oleh tanah sehingga tidak meresap ke tempat lain. Dalam pengertian ini ada dua variabel yang membedakan pengertian tanah di bidang pertanian dengan bidang lainnya, yaitu kedalaman tanah dan ukuran partikelnya. Kedalaman tanah dalam pengertian pertanian dibatasi pada bagian atas kulit bumi yang telah mengalami pelapukan atau adanya aktivitas biologi. Jika bagian yang telah mengalami pelapukan adalah dangkal, maka bagian tersebutlah dipakai sebagai batas kedalaman tanah. Sebaliknya, jika bagian yang telah mengalami pelapukan sangat dalam (4-6 m), maka tidak semua bahan lapuk tersebut disebut tanah, melainkan sampai kedalaman tempat terdapat aktivitas biologi. Pada umumnya, pembahasan tanah dalam bidang pertanian dibatasi pada kedalaman Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 4 sekitar 2,0 m. Kedalaman ini jauh berbeda dengan kedalaman tanah di bidang keteknikan yang dapat mencapai puluhan meter. Berkaitan dengan ukuran partikelnya, para pakar pertanian membatasi tanah pada partikel berukuran (0,02 – 2 mm), dibandingkan dengan pakar keteknikan yang juga tertarik pada ukuran yang lebih besar dari 2 mm seperti kerikil bahkan batu, atau pakar bidang keramik yang hanya tertarik pada partikel yang berukuran 2 μm. Jika kita membuat irisan tegak tanah dengan cara membuat lubang (1,0 x 1,5 m dengan kedalaman sekitar 2,0 m) dan selanjutnya diamati pada penampang tegaknya, akan terlihat laisan-lapisan dengan arah sejajar permukaan kulit bumi yang relatif mudah dibedakan satu sama lainnya. Lapisan-lapisan ini dalam ilmu tanah disebut horizon. Horizon tanah yang berada diatas bahan induk disebut “solum”. Lapisan tanah bagian atas pada umumnya mengandung bahan organik yang lebih tinggi dibandingkan lapisan tanah dibawahnya. Karena akumulasi bahan organic inilah maka lapisan tanah tersebut berwarna gelap dan merupakan lapisan tanah yang subur sehingga merupakan bagian tanah yang sangat penting dalam mendukung pertumbuhan tanaman. Lapisan tanah ini disebut lapisan tanah atas (top soil) atau disebut pula sebagai lapisan olah, dan mempunyai kedalaman sekitar 20 cm. Lapisan tanah dibawahnya, yang disebut lapisan tanah-bawah (subsoil) berwarna lebih terang dan bersifat relatif kurang subur. Hal ini bukan berarti bahwa lapisan tanah bawah tidak penting perannya bagi produktivitas tanah, karena walaupun mungkin akar tanaman tidak dapat mencapai lapisan tanah-bawah, permeabilitas dan sifat-sifat kimia lapisan tanah bawah akan sangat berpengaruh terhadap lapisan tanah atas dalam peranannya sebagai media tumbuh tanaman. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 5 Asal Mula Tanah Pertanyaan yang logis adalah tanah itu terbentuk dari apa (faktor-faktor) apa dan bagaimana prosesnya. Beberapa faktor alamiah menunjukkan bahwa tanah merupakan bagian dari kulit bumi yang mengalami proses pelapukan biofisik-kimia dalam waktu yang sangat panjang. Proses-proses biofisik-kimia yang beragam dari setiap lokasi, menampakkan kondisi lingkungan tanah yang beraneka ragam seperti keadaan geomorfologi wilayah serta kondisi geologi dari bagian litosfer yang berada di atas permukaan air. Perbedaan posisi bumi terhadap matahari secara langsung berpengaruh terhadap sifat-sifat bagian litosfer yang terangkat di permukaan air seperti diketahui bahwa berdasarkan letak bumi terhadap matahari, maka bumi di bagi dalam zona iklim yaitu : tropis, sub tropis, dingin dan kutub. Ke-4 zona tersebut akan mengalami proses pelapukan yang berbeda karena berada pada ruang dengan batasbatas kondisi wilayah yang spesifik. Penjelasan tentang asal mula tanah ini perlu difahami, karena walaupun tanah bagian dari litosfer dari bumi, namun proses dan dinamika terbentuknya hanya berlangsung pada bagian litosfer yang mendapat pengaruh luar seperti penyinaran, udara, maupun air, suatu kondisi yang memungkinkan kelanjutan kehidupan berlangsung. Tanah, Media Tumbuh Tanaman Untuk pertumbuhannya, tanaman memerlukan unsur hara, air, udara, dan cahaya. Unsur hara dan air diperlukan untuk bahan pembentuk tubuh tanaman. Udara dalam hal ini CO2 ,dan air dengan bantuan cahaya menghasilkan karbohidrat yang merupakan sumber energi untuk pertumbuhan tanaman. Disamping faktor-faktor tersebut, tanaman juga memerlukan tunjangan mekanik sebagai tempat bertumpu dan tegaknya tanaman. Dalam hubungannya dengan kebutuhan hidup tanaman tersebut tanah berfungsi sebagai : Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 6 Tunjangan mekanik sebagai tempat tanaman tegak dan tumbuh Penyedia unsur hara dan air Lingkungan tempat akar atau batang dalam tanah melakukan aktivitas fisiknya Akhir-akhir ini banyak digunakan sistem budidaya tanaman secara hidroponik. Dalam sistem ini sebagai media pertumbuhannya, tanaman tidak memerlukan tanah, tetapi berupa larutan unsur hara, dan agar tanaman berdiri tegak dibantu dengan penopang. Tetapi cara ini sangat mahal dan memerlukan pengetahuan atau hal-hal yang rumit. Pedologi vs Edapholgi Pengertian tanah jika dipandang dari sisi pedologi adalah suatu benda alam yang dinamis dan tidak secara khusus dihubungkan dengan pertumbuhan tanaman. Walapun demikian, penemuan-penemuan dalam bidang pedologi akan sangat bermanfaat pula dalam bidang pertanian maupun non pertanian seperti pembuatan bangunan. Apabila tanah dipelajari dalam hubungannya dengan pertumbuhan tanaman disebut edaphologi. Dalam hal ini dipelajari sifat-sifat tanah dan pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman, serta usaha-usaha yang perlu dilakukan untuk memperbaiki sifat-sifat tanah bagi pertumbuhan tanaman seperti pemupukan, pengapuran dan lain-lain. Tanah, Sistem 3 Fase Sebagai benda alam, tanah merupakan sistem tiga fase yang selalu berada dalam keseimbangan dinamis. Ketiga fase tersebut adalah fase padat, fase cair dan fase gas, merupakan sistem yang selalu berubah tetapi selalu berada dalam keadaan seimbang. Pada keadaan kering, misalnya rongga yang ditempati udara tana lebih Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 7 banyak dibandingkan rongga yang ditempati cairan. Jika tanah tersebut basah baik terjadi akibat pengairan atau hujan, maka rongga yang berisi udara berkurang dan rongga yang berisi cairan bertambah. Jika tanah digemburka, misalnya dengan pengolahan tanah, maka bagian relatif yang terisi oleh udara bertambah, dan bagian relatif padatan berkurang. Sebaliknya, jika tanah dipadatkan, bagian relatif padatan bertambah, dan bagian relatif udara berkurang. Susunan Tubuh Tanah Tanah tersusun dari 4 bahan utama yaitu : bahan mineral, bahan organik, air dan udara. Bahan-bahan penyusun tanah tersebut jumlahnya masing-masing berbeda untuk setiap jenis tanah ataupun setiap lapisan tanah. Pada tanah lapisan atas yang baik untuk pertumbuhan tanaman lahan kering (bukan sawah) umumnya mengandung 45% (volume) bahan mineral, 5% bahan organic, 20-30 % udara, 2030% air. Bahan Mineral Bahan mineral dalam tanah berasal dari pelapukan batu-batuan. Oleh karena itu susunan mineral di dalam tanah berbeda-beda sesuai dengan susunan mineral batubatuan yang dilapuk. Bahan mineral di dalam taah terdapat dalam berbagai ukuran yaitu : Pasir (2mm – 50 μ) Debu (50 μ – 2 μ) Liat <2 μ Bahan mineral yang lebih besar dari 2 mm terdiri dari kerikil, kerakal atau batu. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 8 Bahan Organik Bahan organik umumnya ditemukan di permukaan tanah. Jumlahnya tidak besar, hanya sekitar 3-5% tetapi pengaruhnya terhadap sifat-sifat tanah besar sekali. Adapun pengaruh bahan organic terhadap sifat-sifat tanah dan akibatnya juga terhadap pertumbuhan tanaman adalah: Sebagai granulator, yaitu memperbaiki struktur tanah Sumber unsur hara N, P, S, unsur mikro dan lain-lain Menambah kemampuan tanah untuk menahan air Menambah kemampuan tanah untuk menahan unsur-unsur hara (KTK tanah menjadi tinggi) Sumber energi bagi mikroorganisme Air dan Udara. Air terdapat di dalam tanah karena ditahan oleh massa tanah, tertahan oleh lapisan kedap air, atau karena keadaan drainase yang kurang baik. Udara dan air mengisis pori-pori tanah. Banyaknya pori-pori di dalam tanah kurang lebih 50% dari volume tanah, sedangkan jumlah air dan udara di dalam tanah berubah-ubah. Kelebihan dan kekurangan air dapat mengganggu pertumbuhan tanaman. Adapun kegunaan air bagi pertumbuhan tanaman adalah : 1. Sebagai unsur hara tanaman. Tanaman memerlukan air dari tanah dan CO 2 dari udara untuk membentuk gula dan karbohidrat dalam proses fotosintesis 2. Sebagai pelarut unsur hara. Unsur-unsur hara yang terlarut dalam air diserap oleh akar-akar tanaman dari larutan tersebut 3. Sebagai bagian dari sel-sel tanaman. Air merupakan bagian dari protoplasma Air dapat meresap atau ditahan oleh tanah karena adanya gaya-gaya adhesi, kohesi, dan gravitasi Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 9 Fungsi Lahan/Tanah Seringkali orang-orang mendeskripsikan tanah (soil) dan lahan (land) sebagai dua hal yang sama jika akan dibuat definisinya. Namun, pada dasarnya kedua kata tersebut sangatlah berbeda. Jika membicarakan tentang tanah, maka akan membahas bahan penyusun tanah, sifat-sifat tanah baik fisik, kimia dan biologi. Pembahasan tentang tanah akan mengarahkan kita pada pengertian suatu bagian permukaan bumi yang sifatnya beragam dari satu tempat ke tempat lain. Lain halnya dengan pengertian lahan yang sifatnya lebih luas karena menyangkut berbagai faktor termasuk tanah. Jika membicarakan tentang lahan akan lebih mengarahkan kita pada sesuatu yang menyangkut tempat (place) yang berarti akan membicarakan tentang iklim, vegetasi, organisme termasuk manusia serta aspek manajemen yang diterapkan. Selanjutnya tanah dapat diartikan sebagai tubuh alami yang terdiri atas bahan mineral, bahan organik, udara dan air yang terbentuk dari pelapukan bahan induk yang dipengaruhi aktivitas organisme hidup pada topografi dan iklim tertentu dalam kurun waktu yang cukup lama. Bagaimana halnya dengan fungsi tanah atau lahan? Berikut penjelasan mengenai fungsi tanah. Tanah berperan sebagai tempat tumbuh tanaman. Akar tanaman berjangkar pada tanah sehingga dapat berdiri dan tumbuh dengan baik. Tanah mampu menyediakan air dan berbagai unsur hara baik makro maupun mikro. Disamping itu, tanah juga mampu menyediakan oksigen (O2) bagi pertumbuhan tanaman yang dikenal melalui sistem aerasi tanah. Tanah menopang berdirinya tanaman. Akar tanaman perlu berkembang baik dalam tanah agar dapat menjamin berdirinya tanaman. Kalau drainase tanah terhambat, akar hanya berkembang pada lapisan atas yang aerasinya baik. Dengan perakaran yang dangkal, tanaman akan mudah rebah. Tanah juga berperan sebagai tempat hidup organisme hidup termasuk mikroorganisme dan makroorganisme tanah. Selain itu, juga berperan sebagai tempat hidup berbagai vegetasi yang hidup diatasnya. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 10 Tanah berfungsi sebagai tempat wisata atau rekreasi. Jika kita membahas peran ini, maka akan menuntun kita berpikir tentang lahan karena akan menilai suatu tempat beserta segala yang ada di tempat tersebut, termasuk nilai artistik, keindahan, mistik, budaya, manusia, alam, iklim dan hal-hal lainnya. Contoh : Danau Toba denga Pulau Samosir dengan segala keindahan alam dan budaya yang ada di tempat tersebut telah menjadi petunjuk bagi kita bahwa lahan berfungsi lebih luas selain hanya sebagai tempat tumbuh tanaman semata. Tanah dapat menjadi penyangga atau buffer system, sehingga jika terdapat senyawa-senyawa yang sifatnya meracun atau jumlahnya berlebihan, maka tanah berperan sebagai penyaring racun atau menetralisir bahan atau senyawa tersebut. Atau dengan kata lain tanah berperan dalam menanggulangi kasus polusi tanah dan tentunya air yang menjadi bagian penyusun utama tanah selain udara. Tanah juga dijadikan sebagai tempat didirikannya bangunan, jembatan, landasan pesawat dan lain-lainnya. Olehnya itu, orang-orang pekerjaannya berkecimpung dalam bidang teknik sipil, bangunan, sangat perlu untuk mengetahui sifat tanah dimana akan mendirikan bangunan. Ilmu yang mendalami tentang hal tersebut disebut Mekanika Tanah. Mengingat begitu banyaknya peran tanah atau lahan dalam kehidupan manusia dan organisme lainnya, maka perlu diperhatikan perencanaan tata guna lahan dengan tepat. Prinsip/konsep keseimbangan biotik harus menjadi pertimbangan dalam pengelolaan lahan agar tujuan keberlanjutan (sustainable) lahan tetap terjaga. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 11 A. Indikator Penilaian Penilaian dalam penugasan pada modul 1 ini didasarkan pada hasil kerja perorangan dan kelompok. Setiap mahasiswa wajib untuk membuat deskripsi setiap proses pembentukan tanah beserta layout tiap proses dalam bentuk presentasi kelompok. Penilaian pada bagian ini mencakup 5 % dari nilai akhir. B. Contoh Latihan dan Tugas 1. Jelaskan jenis-jenis bahan induk tanah 2. Apa yang dimaksudkan dengan tanah adalah sistem 3 fase? 3. Jelaskan perbedaan lahan dan tanah? 4. Jelaskan fungsi lahan/tanah? Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 12 BAB III. PENUTUP Pemahaman mahasiswa akan asal mula tanah dan konsepsi tentang tanah sangat dibutuhkan untuk memahami fungsi tanah/lahan sebagia media tumbuh tanaman. Sumber pustaka: 1. Foth, H.D. 1990. Fundamentals of Soil Science. 8Ed. John Wiley & Sons. New York. 2. Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah. Akademika Pressindo. Jakarta. 3. Soepardi, G. 1983. Sifat dan Ciri Tanah. IPB Bogor. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 13 MODUL 2 PROSES PEMBENTUKAN TANAH BAB 1. PENDAHULUAN A. Latar Belakang P erubahan batuan induk menjadi bahan induk yang kemudian membentuk tanah, terjadi melalui proses pelapukan secara fisik, kimiawi dan biologi. Tanah disebut sebagai media yang dinamik disebabkan karena proses pelapukan fisik, kimiawi dan biologinya terus berlanjut tanpa pernah berhenti. Ketiga proses tersebut menjadi proses yang sangat penting dalam pembentukan tanah. Cepat atau lambatnya ketiga proses tersebut bekerja membentuk sebuah solum tanah sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor: jenis bahan induk, iklim, biota, topografi (relief) dan waktu. Proses dan faktor pembentuk tanah merupakan sebuah sistem yang terbuka, dimana dari sistem tersebut dapat terjadi pembentukan atau penambahan sebuah materi yang baru dan dapat juga menghilangkan sebuah materi. Oleh sebab itu dari sistem ini dihasilkan tanah dengan karateristik yang berbedabeda sesuai dengan tempat terbentuknya. Oleh karena mengingat pentingnya proses dan faktor tersebut, maka sangat penting untuk memahami lebih lanjut mekanisme proses dan faktor tersebut. B. Ruang Lingkup Isi Modul ini akan membantu mahasiswa dalam memahami proses dalam pembentukan tanah terutama yang ada di sekitarnya, dengan cara memahami faktor-faktor pembentuk tanah yang mendorong terbentuknya tanah tersebut. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 14 C. Sasaran Pembelajaran Modul Modul ini diharapkan dapat membantu mahasiswa dalam memahami proses-proses dalam pembentukan tanah yang sangat menentukan sifat dan karakteristik serta jenis tanah yang terbentuk. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 15 BAB II. PEMBAHASAN Proses-Proses Pembentukan Tanah Istilah proses pembentukan tanah adalah penjelasan tentang perubahan-perubahan biofisik dan kimia yang menjadikan pelapukan pada bagian litosfer yang tampak di permukaan air. Secara nyata menunjukkan bahwa proses fisik secara alamiah dan langsung berpengaruh nyata terhadap pelapukan batuan melalui perubahan temperatur, peningkatan dan penurunan temperatur yang berpengaruh terhadap pemuaian dan penyusutan yang tidak seragam sehingga secara fisik terjadi retakan. Hasil retakan tersebut memberikan ruang yang memungkinkan air masuk, hewan kecil masuk maka terjadilah proses kimia, seperti hidrolisa, terbetuknya garam serta matinya hewan-hewan kecil sebagai bahan organik. Proses-proses penyinaran, hujan, hidrolisis, kepunahan hewan berlangsung lamban tetapi pasti sehingga dalam periode tertentu tanah akan terbentuk. Tanah yang terbentuk dari berbagai proses fisik, kimia dan biologi menghasilkan lapisan-lapisan yang berbeda dari suatu tempat ke tempat lainnya baik sifat fisik, kimia maupun sifat biologinya. Dalam istilah tanah, lapisan tersebut dikenal dengan nama horison. Penampakan vertikal dari tanah yang terdiri atas horison-horison disebut profil tanah (Gambar 1). Adapun proses-proses tersebut antara lain : a. Proses fisik Proses pelapukan fisik (disintegration) dikenal juga dengan nama proses mekanik, hal ini disebabkan oleh proses perubahannya meliputi perubahan wujud/fisik dari suatu materi atau benda. Faktor yang berpengaruh dalam proses ini adalah: naik turunnya suhu (temperatur), air dan aktivitas biota. Batuan merupakan benda padat yang tidak dapat menghantarkan panas, tetapi batuan yang mengalami pemanasan secara kontinu akan menyimpan panas dalam tubuhnya yang berakibat terjadinya reaksi pada mineral-mineral Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 16 horizon boundary Gambar 1 Kenampakan profil tanah dengan horisonhorisonnya, setiap horison memiliki sifat fisik, kimia dan biologi yang berbeda. (bahan mineral dicirikan dengan warna yang terang dan bahan organik dengan warna yang gelap) (Singer & Munns, 1991). penyusunnya. Mineral yang tersusun atas kristal-kristal akan merefleksikan panas yang diterima melalui bidang kristalnya sehingga kelebihan panas yang diterima dapat membuat mineral terbelah ataupun pecah baik melalui bidang belah ataupun tidak. Mineral-mineral yang terbelah ataupun pecah, memperlihatkan retakan pada tubuh batuan, yang sedikit-demi sedikit akan semakin besar sehingga batuan pecah menjadi ukuran yang lebih kecil. Perbedaan suhu yang ekstrim juga dapat menyebabkan pelapukan fisik pada batuan. Hal ini dapat terjadi pada daerah beriklim kering (Arid), dimana suhu Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 17 pada siang hari sangat tinggi dan pada malam hari sangat rendah. Hal ini mengakibatkan batuan yang berwarna lebih gelap lebih cepat hancur dibanding batuan yang berwarna terang. Batuan yang berwarna gelap akan menyerap lebih banyak panas pada siang hari dan lambat mengeluarkannya pada malam hari sehingga reaksi pada kristal mineralnya akan lebih intens terjadi sehingga batuan lebih mudah hancur. Proses perubahan suhu udara dapat menimbulkan hujan. Air hujan yang jatuh ke permukaan bumi memiliki tenaga mekanik yang dapat mengikis permukaan batuan dan mempercepat pelapukan fisik. Proses pengisian celah retakan pada batuan oleh air dapat mempercepat penghancuran batuan. Terlebih pada daerah yang beriklim dingin, dimana air yang mengisi celah akan membeku yang mengakibatkan pertambahan volume, sehingga batuan menjadi mudah dihancurkan. Pengangkutan batuan dari suatu tempat ke tempat lain oleh air juga dapat menyebabkan pelapukan secara fisik. Akar-akar tanaman masuk ke dalam batuan melalui rekahan-rekahan yang kemudian berkembang mempunyai kekuatan yang sangat besar untuk menghancurkan batuan tersebut b. Proses kimiawi Hidratasi; proses penambahan molekul air dalam struktur mineral, tetapi molekul air yang masuk ke dalam struktur mineral tidak terdisosiasi. Contoh : 2Fe2O3 + 3H2O → 2Fe2O3 . 3H2O Hematite merah Hematit kuning CaSO4 + 2H2O → CaSO4 . 2H2O Anhidrit Gipsum Oksidasi dan reduksi; proses penambahan dan pengurangan oksigen yang berakibat pada bertambah atau berkurangnya elektron (muatan negatif) dalam penguraian dan pembentukan mineral. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 18 Contoh: 2FeS2 + 7H2O + 15O → 2Fe(OH)3 + 4H2SO4 Pirit Geotit Karbonatasi dan Asidifikasi; adalah proses pelapukan kimia akibat reaksi mineral dengan Asam. Asam ini dihasilkan dari reaksi CO2 yang dihasilkan dari dekomposisi bahan organik dan air hujan dengan air tanah. Meskipun H2CO3 yang dihasilkan dari dari bahan organik merupakan asam lemah (mudah terurai menjadi gas CO2 dan H2O), tetapi sangat efektif meningkatkan kerapuhan kristal mineral. Contoh: 2KAlSi3O8 + 2H2CO3- → H4Al2Si2O8 + K2CO3 + 4SiO2 Orthoklas Asam karbonat Kaolin Kuarsa Hidrolisis; adalah proses pergantian kation dalam struktur kristal mineral oleh ion H+ dari molekul H2O. Contoh : KAlSi3O8 + H2O → HAlSi3O8 + KOH Orthoklas Kaolin Kalium hidroksida Pelarutan; adalah proses pelapukan kimia oleh media Air, terutama air yang mengandung ion-ion seperti: CO2, HCO3-, NO3-, dan asam-asam lainnya. Air, selain menjadi media dalam meningkatkan pelarutan mineral juga sebagai media dalam melarutkan (leaching) hasil penguraian senyawa dari mineral dan bahan organik. Proses podsolisasi (horizon A yang berwarna pucat), dan desilikasi (pengurangan silika dari horison) terjadi akibat intensnya proses pencucian. Sedangkan akibat sebaliknya dari proses pencucian terjadi penumpukan hasil pencucian pada horison yang lebih dalam berupa proses salinisasi dan alkalinisasi (penumpukan garamgaraman) serta proses ferrolisis (penimbunan besi dan aluminium yang membentuk mineral sesquioksida). Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 19 c. Proses Biologi Faktor utama dalam proses biologi adalah aktivitas dekomposisi bahan organik oleh mikroba di dalam tanah yang mengubah N-organik menjadi N-anorganik sebagai bahan penyusun tubuh mikroba. Proses ini akan menghasilkan asam organik yang mempercepat proses pelapukan kimia mineral. Selain itu untuk melindungi akar tanaman dari bakteri yang merugikan maka akar tanaman juga menghasilkan asam-asam organik yang dapat mempercepat pelapukan kimia dan fisik pada batuan. Horisonisasi Pembentukan horison tanah dihasilkan dari kehilangan, transformasi, dan translokasi sepanjang waktu tertentu pada bahan induk. Contoh sejumlah proses penting yang menghasilkan horison tanah antara lain : 1. penambahan bahan organik dari tanaman terutama pada topsoil 2. transformasi yang diwakili oleh pelapukan batuan dan mineral dan dekomposisi bahan organik 3. hilangnya/larutnya komponen dapat larut oleh pergerakan air melalui tanah yang membawa serta garam-garam dapat larut 4. translokasi yang diwakili oleh pergerakan mineral dan bahan organik dari topsoil ke subsoil Pembentukan Horison A dan C Pengaruh dekomposisi bahan organik Humifikasi : membentuk humus pada topsoil yang turut mempengaruhi warna dari topsoil yang lebih gelap dibanding lapisan dibawahnya. Topsoil ini kemudian dikenal dengan HORISON A. Terkadang horison A disebut Ap, huruf p menunjukkan pembajakan, atau penggunaan tanah untuk diolah, budidaya atau sebagai lahan pertanian. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 20 Horison yang tepat berada langsung diatas bagian bahan induk yang telah mengalami perubahan disebut sebagai HORISON C Pembentukan horison E (Eluviasi) atau horison pencucian yang lebih banyak terjadi pada tanah-tanah hutan dibadingkan di daerah padang rumput. Warna horison E biasanya lebih terang (putih) Pembentukan HORISON O pada tanah-tanah organik yang pada umumnya terbentuk didaerah yang sering tergenang air seperti danau dengan air dangkal, rawa-rawa yang memungkinkan terakumulasinya gambut (bahan organik) akibat kurangnya oksigen yang membantu proses dekomposisi. Tanah yang terbentuk kemudian dikenal sebagai tanah organik yang mempunyai horison O. Faktor-Faktor Pembentuk Tanah Bahan induk (parent material) Tanah-tanah yang terbentuk berdasarkan proses pelapukan batuan dikenal sebagai tanah mineral yaitu tanah-tanah yang mengandung unsur-unsur hara yang berkaitan dengan sifat-sifat tanah dilihat dari berbagai faktor. Bahan induk mempunyai pengaruh besar terhadap kesuburan dan kandungan mineral tanah. Tingkat kekerasan bahan induk dapat dijadikan prediksi dalam menilai laju pembentukan tanah. Semakin mudah untuk dilapukkan Batuan Metamorf Batuan Beku Batuan sedimen dan Batuanpiroklastik Laju pembentukan tanah dari bahan induk yang berasal dari batuan metamorf berjalan sangat lambat. Hal ini disebabkan batuan metamorf memiliki tekstur dan struktur batuan yang sangat kompak (masif) serta mineral yang sangat resisten. Batuan metamorf terbentuk dari hasil rekrsitalisasi ulang dari mineral yang terdapat Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 21 dalam batuan beku dan sedimen, sehingga menghasilkan mineral yang memiliki kristal yang kompak karena terbentuk dari temperatur dan tekanan yang tinggi. Laju pembentukan tanah dari bahan induk yang berasal dari batuan beku bervariasi kecepatannya. Hal ini diepngaruhi oleh jenis magma asal pembentukan, ukuran kristal mineral dan kandungan mineral. Jenis magma asal akan memberikan perbedaan: kandungan kadar silika, kandungan mineral, warna batuan dan sifat batuan. Ukuran kristal akan memberikan perbedaan temperatur pembentukan dan perbedaan tekstur batuan. kandungan mineral dipengaruhi oleh temperatur pendinginan magma dan kandungan silika magma. Laju pembentukan tanah dari pelapukan langsung bedrock cukup bervariasi. Batupasir (sandstone) yang sementasinya lemah, pada lingkungan humid (basah) dapat membentuk rata-rata 1 cm tanah per 10 tahun. Batuan kapur yang mudah larut meninggalkan residu berupa bahan yang sulit larut yang diperkirakan mencapai 100,000 tahun untuk membentuk lapisan tanah pada daerah dengan batuan induk kapur di daerah humid. Bahan induk yang diturunkan dari sedimen dibawa oleh air, angin, atau gravitasi. Sedimen koluvial terjadi pada lereng terjal dimana gravitasi adalah kekuatan utama yang menyebabkan pergerakan dan sedimentasi. Sedimen alluvial umumnya ditemui pada daerah yang lebih landai, oleh karena penyebarannya oleh banjir dan aliran sungai. Contoh: kebanyakan tanah-tanah pertanian di California terbentuk di lembah dimana alluvial adalah bahan induk yang dominan. Sedimen abu volkan sebagai bahan induk juga dapat ditemui. Bahan induk ini bersifat amorf mengandung alofan, oksida besi dan Aluminium. Alofan mempunyai pH tinggi. Disamping batuan induk sebagai bahan induk pembentukan tanah, dikenal juga adanya bahan induk organik, yaitu bahan induk yang terdiri dari pelapukan sisa tanaman, hewan dan sisa lainnya yang melapuk pada kondisi anaerob karena kondisi geomorfologi yang terbentuk secara alamiah. Terdapat perbedaan nyata dari profil Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 22 tanah-tanah mineral dan tanah organik. Pada tanah mineral terdapat perbedaan perbedaan batas horizon nyata sebagai hasil pelapukan, serta proses pelapukan dan pencucian. Pada profil tanah organik, perbedaan horizon ditampakkan oleh tingkat pelapukan bahan organik yang belum melapuk, sedang melapuk atau sudah melapuk, tidak jelas hubungan antar horizon dalam suatu profil pada tanah-tanah organik, karena proses pelapukan tidak berada pada perbedaan lingkungan yang nyata. Misalnya kondisi jenuh/ lembab yang terjadi pada lapisan bawah, juga dapat terjadi pada lapisan permukaan. Berdasarkan kondisi geomorfologi yang terbentuk secara alamiah menunjukkan bahan penyebaran tanah-tanah organik di Indonesia cukup luas meliputi Sumatera, Kalimantan, Papua dan sebagian kecil di Sulawesi bagian tengah. Iklim Iklim sangat berpengaruh terhadap pembentukan tanah. Pada area yang permanen kering dan atau membeku (frozen) (pengaruh es), tanah sulit terbentuk. Dua komponen iklim yang sangat berpengaruh adalah curah hujan dan temperatur. Pengaruh hujan Air penting untuk pelapukan mineral dan pertumbuhan tanaman. Air yang melebihi kapasitas lapang akan berperan dalam membawa/translokasi partikel koloid dan garam-garam terlarut. Suplai air yang terbatas pada daerah gurun akan membentuk tanah alkalin, relatif sulit terlapuk, mempunyai kandungan liat, bahan organik dan KTK yang rendah. Secara umum tanah-tanah di daerah arid dan subhumid cenderung lebih subur kecuali jika terbatas mikroba untuk mineralisasi bahan organik dan untuk mensuplai N tersedia. Jika air tersedia hanya cukup untuk pencucian yang terbatas, maka CaCO3 terbawa sampai pada jarak yang pendek saja sehingga terbentuk zone akumulasi CaCO3. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 23 Peningkatan curah hujan berkorelasi positif dengan lebih besarnya/tingginya : 1. Pencucian kapur dan kedalaman lapisan k (akumulasi kapur) makin meningkat 2. Perkembangan/meningkatnya kemasaman tanah 3. pencucian dan kandungan liat 4. pertumbuhan tanaman dan bahan organik Pengaruh Temperatur “Setiap kenaikan temperatur 10oC akan mengakibatkan meningkatnya laju reaksi kimiawi menjadi 2X lipat”. Meningkatnya pelapukan dan pembentukan liat terjadi seiring dengan meningkatnya temperatur. Hubungan antara rata-rata temperatur dan pertumbuhan tanaman serta akumulasi bahan organik cukup kompleks. Kandungan bahan organik tanah adalah jumlah antara hasil penambahan bahan organik+laju mineralisasi bahan organik+kapasitas tanah melindungi bahan organik dari mineralisasi (liat amorf) Biota Tanaman mempengaruhi proses pembentukan tanah melalui produksi bahan organik, siklus hara dan pergerakan air melalui siklus air. Mikroorganisme memainkan peran penting dalam mineralisasi bahan organik dan pembentukan humus. Fauna tanah adalah konsumer dan dekomposer bahan organik terutama pergerakan cacing tanah, rayap dll. Pengaruh organisme yang penting terhadap proses pembentukan tanah disebabkan oleh vegetasi alami baik pohon maupun padang rumput. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 24 Pengaruh vegetasi terhadap pencucian dan eluviasi Perbedaan spesies tanaman mempengaruhi perkembangan tanah. Spesies yang menjerap sejumlah basa-basa seperti kation Ca, Mg, K, dan Na akan memperlambat terjadinya kemasaman tanah oleh karena tanaman mendaur ulang kation-kation ini lebih banyak ke permukaan tanah melalui penambahan bahan organik. Data pada tabel berikut dapat membantu menjelaskan hal tersebut. Tipe hutan Horison pH Cemara, berdaun jarum O 3,45 E 4,60 Bs1 4,75 Bs2 4,95 C 5,05 O 5,56 A 5,05 Bw1 5,14 Bw2 5,24 C 5,32 Berkayu keras, berdaun lebar Peranan Binatang/Fauna dalam pembentukan tanah Peran binatang dalam proses pembentukan tanah cukup besar seperti halnya peran cacing tanah, rayap (termites) yang mampu membangun rumah dari partikel tanah yang dibawa dari lapisan bawah tanah dan kemudian membentuk morfologi tertentu di permukaan. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 25 Peran manusia terhadap pembentukan tanah Manusia berperan dalam pembentukan tanah melalui aktivitasnya seperti pemanfaatan lahan untuk kegiatan pertanian yang membajak, membalikkan tanah, pemupukan, menyumbang bahan organik dan aktivitas pertanian lainnya yang mempengaruhi terbentuknya tanah. Hal ini ditunjukkan dengan terdapatnya lapisan permukaan yang terbentuk akibat aktivitas manusia yang dikenal sebagai epipedon antropik dan plaggen. Topografi (Relief) Topografi yang dimaksud adalah konfigurasi permukaan dari suatu area/wilayah. Perbedaan topografi akan mempengaruhi jenis tanah yang terbentuk. Tanah pada daerah lereng, infiltrasi kurang dibandingkan kehilangan melalui runoff, sedangkan pada daerah datar atau rendah, menerima kelebihan air yang menyediakan air lebih banyak untuk proses pembentukan tanah. Pengaruh slope/lereng Kemiringan dan panjang lereng berpengaruh pada proses pembentukan tanah. Semakin curam lereng makin besar runoff dan erosi tanah. Hal mengakibatkan terhambatnya pembentukan tanah oleh karena pertumbuhan tanaman terhambat dan sumbangan bahan organik juga lebih kecil, pelapukan menjadi terhambat begitu pula dengan pembentukan liat. Disamping itu, pencucian dan eluviasi berkurang. Dengan kata lain tanah lebih tipis dan kurang berkembang di daerah lereng. Pengaruh tinggi muka air dan drainase Tanah mempunyai drainase baik pada slope yang muka air tanah jauh dibawah permukaan tanah. Tanah yang berdrainase buruk ditandai dengan muka air yang muncul di permukaan tanah yang menyebabkan terjadinya kondisi anerobik dan reduksi. Tanah yang berdrainase buruk mempunyai horison A biasanya berwarna gelap olehkarena tingginya bahan organik, tapi horison bawah permukaannya Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 26 cenderung kelabu (grey). Tanah berdrainase baik, mempunyai horison A yang warnanya lebih terang, dan horison bawahnya seragam lebih gelap. Waktu Berkaitan dengan waktu pembentukan tanah, maka dikenal tanah muda, tanah dewasa dan tanah tua. Seiring dengan waktu, pembentukan lapisan tanah akan menunjukkan umur tanah tersebut. Proses pembentukan tanah jauh lebih singkat dibanding proses pembentukan batuan (Gambar 2). Tanah yang muda ditunjukkan dengan masih tipisnya lapisan tanah dan terkadang tersusun atas 2 horison atau 1 horison langsung diatas batuan. Tanah tua ditunjukkan dengan solum yang dalam, horison biasanya lengkap dan telah menunjukkan adanya horison eluviasi dan iluviasi baik penimbunan liat, oksida-oksida besi, dan bahan organik. Skala Waktu Geologi Periode pembentukan tanah Periode pembentukan batuan Gambar 2 Periode pembentukan batuan dan tanah Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 27 A. Indikator Penilaian Penilaian dalam penugasan pada modul 2 ini didasarkan pada hasil kerja perorangan dan kelompok. Setiap mahasiswa wajib untuk membuat deskripsi setiap prosesproses khusus dalam pembentukan tanah beserta layout tiap proses dalam bentuk presentasi kelompok. Penilaian pada bagian ini mencakup 5 % dari nilai akhir. B. Contoh Latihan dan Tugas 1. Jelaskan pengaruh iklim terhadap pembentukan tanah? 2. Jelaskan proses-proses pembentukan tanah baik secara fisik, kimiawi dan biologi-kimiawi? Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 28 BAB III. PENUTUP Pemahaman mahasiswa akan proses pembentukan tanah sangat dibutuhkan untuk memahami karakteristik tanah yang berbeda-beda dari satu tempat ke tempat lainnya. Proses pembentukan tanah baik secara fisik, kimiawi dan biologi harus dipahami dengan jelas oleh mahasiswa termasuk faktor-faktor pembentuk tanah. Sumber Pustaka : 1. Foth, H.D. 1990. Fundamentals of Soil Science. 8Ed. John Wiley & Sons. New York. 2. Singer, M.J. and D.N. Munns. 1991. Soils An Introduction. 2nd. Macmilan Publishing Company. New York. 3. Van Breemen, P. Buurman, R. Brinkman. 1992. Processes in Soils. Text for Course J050-202, Dept. Soil Science and Geology, Agricultural University Wageningen. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 29 MODUL 3 MINERAL DALAM TANAH BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang S alah satu faktor pembentuk tanah adalah batuan induk. Batuan merupakan hasil akumulasi mineral-mineral. Oleh karena itu tanah yang dihasilkan dari pelapukan batuan induk juga mengandung bahan mineral. Mineral yang terkandung dalam batuan dapat sama dan dapat juga berbeda sesuai dengan bahan awal pembentuknya. Berdasarkan sumber dan proses pembentukannya batuan terbagi atas; batuan beku, piroklastik, sedimen dan metamorf. Batuan beku dan piroklastik memiliki kandungan mineral yang relatif sama, hal ini disebabkan karena keduanya berasal dari hasil aktivitas magma dan vulkanisme. Batuan sedimen mengandung mineral hasil rekristalisasi, alterasi dan ubahan dari mineral primer (mineral yang terdapat dalam batuan beku dan piroklastik). Sedangkan batuan metamorf memiliki kandungan mineral yang lebih resisten dibanding batuan lainnya. Hal ini disebabkan karena proses penambahan tekanan dan temperatur yang menyebabkan mineralnya mengalami alterasi dengan struktur yang lebih resisten, seperti mineral kyanit dan zircon. Batuan beku dan piroklastik merupakan batuan induk yang banyak mengandung unsur-unsur hara tanaman sedangkan batuan endapan terutama endapan tua (sedimen) dan metamorfosa umumnya mengandung mineral-mineral yang rendah kadar unsur haranya. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 30 B. Ruang Lingkup Isi Modul ini akan berisi tentang klasifikasi mineral tanah, pembentukan mineral, mineral liat dan peranan mineral tanah. C. Sasaran Pembelajaran Modul Modul ini diharapkan dapat membantu mahasiswa dalam memahami jenis-jenis, sifat-sifat serta peranan mineral dalam tanah. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 31 BAB II. PEMBAHASAN Fraksi anorganik tanah, yang menjadi obyek proses degradasi, terdiri dari fragmen batuan dan mineral dengan berbagai ukuran dan susunan. Berdasarkan ukuran, dikenal fraksi utama yaitu : kerikil (>2 mm); pasir (2,0– 0,05 mm); debu (0,05-0,002 mm) dan liat (<0,002 mm). Walaupun susunannya beraneka ragam, fraksi tanah tersebut trutama berupa silikat dan oksida. Silikat tanah diklasifikasikan ke dalam 6 (enam) kelompok berdasarkan ikatan silikon dan oksigen dalam strukturnya (Tabel 1). Fraksi pasir dan debu terutama berupa neso-, soro-, siklo-, ino-, tektosilikat, sedang liat silikat terutama tergolong filosilikat. atau Filosilikat juga dijumpai pada fraksi debu dan pasir, sedang feldspar yang tergolong tektosilikat dijumpai pula pada fraksi liat. Tabel 1. Enam kelompok silika tanah berdasarkan ikatan Si dan O dalam strukturnya Kelompok Mineral Silikat Nesosilikat Ratio Si : O 1:4 Sorosilikat 2:7 Cyclosilikat 1:3 Inosilikat 1:3 Filosilikat 2:5 Tektosilikat 1:2 Contoh Olivin ((Mg, Fe)2SiO4), Garnet, Zirkon, dan Topaz Melilit (Ca2MgSi2O7) , Lawsonit Beryl (Be3Al2(SiO3)6), Tourmalin Piroksin grup; Hypersten ((Mg,Fe)SiO3), Diopsid, dan Augit Amphibol grup; Hornblende, Tremolit ((Mg,Fe)5(OH)2(Si4O11)2) Talc (Mg3(OH)2(Si2O5)2), Serpentin, Clay minerals, Mika; Muskovit Kuarsa(SiO2), Feldspar, Orthoklas, Albit, Anorthit, Feldsphatoid dan Nepheline. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 32 Kadang-kadang dijumpai pula istilah mineral sekunder dan primer untuk membedakan kelompok liat dari kelompok mineral lainyya. Walaupun sejumlah ahli pedologi tidak sepakat penggunaan istilah ini, maka untuk tujuan praktis dan kemudahan, digunakan istilah mineral primer untuk kelompok mineral yang bertahan di dalam tanah dan secara kimia tidak berubah dari asalnya dalam batuan induk, dan istilah mineral sekunder untuk kelompok mineral yang terbentuk dari pelapukan mineral primer. Komposisi Mineral Batuan Kombinasi unsur-unsur yang terdapat di kerak bumi akan membentuk mineralmineral. Komposisi mineral batuan beku, piroklastik, sedimen, dan metamorf ditunjukkan pada Tabel 2. Tabel 2. Komposisi mineral batuan Batuan Mineral Utama Granit Orthoklas, kuarsa, muscovit Andesit Amphibol, plagioklas, piroksen Basalt Olivin, piroksin, Ca-plagioklas Dunit Olivin, piroksin Tufa Piroksin, biotit, kuarsa Batupasir Kuarsa, muscovite, orthoklas Arkose Orthoklas >25%, kuarsa Batulempung/batuserpih Liat (kaolinit grup dan smektit grup) Batugamping Kalsit, dolomit Baturijang Silika Schist Mika (biotit dan muscovite), amphibol dan klorit Gneiss Kuarsa, biotit, hornblende Marmer Kalsit dan Wollastonit Slate Kuarsa dan klorit Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 33 Pelapukan dan Komposisi Mineral Tanah Tanah berasal dari bahan induk, yang terdiri atas mineral primer dan sekunder. Pelapukan dalam tanah berupa degradasi mineral dan sintesa mineral baru. Mineralmineral yang ketahanannya rendah akan melapuk terlebih dahulu. Mineral-mineral yang tahan seperti kuarsa akan banyak ditemui pada tanah yang telah melapuk lanjut dengan jumlah cukup besar. Proses Pelapukan Sejumlah contoh pelapukan dapat diamati tiap hari. Hal ini termasuk pengkaratan logam dan pelapukan dinding tembok. Pelapukan mineral lebih banyak dipengaruhi oleh kondisi lingkungan yang masam. Respirasi akar-akar dan mikroorganisme menghasilkan karbondioksida yang bereaksi dengan air untuk membentuk asam karbonat (H2CO3). Lingkungan yang masam akan merangsang reaksi air dengan mineral. Reaksi ini merupakan reaksi pelapukan yang sangat penting. Contoh reaksi : Hidrolisis Feldspar Plagioklas 2NaAlSi3O8 + 9H2O + 2H+ == H4Al2Si2O9 + 4H4SiO4 + 2Na+ Albit kaolin Mineral adalah senyawa anorganik dengan berbagai sifat fisik dan kimia yang digolongkan menjadi mineral primer dan sekunder. Mineral-mineral primer mengalami pelapukan dan melepaskan sejumlah elemen-elemen ke dalam larutan tanah. Beberapa elemen-elemen yang dilepaskan dalam proses pelapukan akan membentuk ikatan dengan elemen lainnya membentuk mineral-mineral sekunder. Mineral sekunder yang dihasilkan dari proses pelapukan umumnya memiliki ukuran partikel yang kecil. Oleh karena itu mineral mineral sekunder umunya mendominasi fraksi liat tanah. Tabel 3 berikut menunjukkan jenis mineral dan penggolongannya. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 34 Tabel 3. Beberapa jenis mineral dan penggolongannya Jenis mineral Golongan mineral Feldspar Amfibols dan piroksen Kuarsa Mika Apatit Liat Oksida-oksida besi Karbonat Klorit Primer Primer Primer Primer Primer atau sekunder sekunder sekunder sekunder Primer atau sekunder Tabel 4. Hubungan kandungan mineral tanah dengan sifat grup tanah Jenis mineral Gypsum (halit, sodium nitrat) Kalsit (dolomit dan apatit) Olivin-hornblende (piroksen) Biotit Sifat tanah Tingkat pelapukan Fraksi tanah yang didominasi mineral-mineral ini adalah debu dan liat. Ditemui pada wilayah bergurun dimana keterbatasan air menyebabkan pelapukan secara kimiawi sangat minimum MINIMAL Fraksi tanah didominasi oleh mineral-mineral ini adalah debu dan liat dan dapat ditemui pada wilayah atau daerah subtropis/temperat dibawah vegetasi pohon dan tempat SEDANG Fraksi tanah dominan liat, ditemukan didaerah tropika basah dan panas. Tanahnya masam dan kurang subur INTENSIF Albit Kuarsa Muskovit Liat silika tipe 2:1 (vermikulit) Smektit (montmorilonit) Kaolinit Gibsit Hematit /Goethit Anatase (rutil, zirkon) Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 35 Mineral Liat Tanah Pelapukan mineral primer secara bertahap akan membentuk mineral sekunder dan seiring berjalannya waktu komposisi mineralogi tanah akan berubah. Tanah-tanah akan didominasi mineral sekunder termasuk mineral-mineral liat. Beberapa jenis mineral liat yang berkaitan erat dengan jenis tanah tertentu antara lain smektit, alofan, kaolinit, liat-liat oksida. Smektit Smektit adalah nama grup untuk silikat lapis 2:1 dengan kapasitas tukar kation tinggi. Smektit yang umum dalam tanah adalah montmorilonit. Pembentukan montmorilonit dipengaruhi oleh lingkungan dimana terdapat Si dan Mg yang cukup tinggi yang berarti pada lingkungan yang pencuciannya terbatas. Tanah-tanah yang didominasi oleh mineral-mineral liat smektit mempunyai sifat vertik (mengembangmengerut) Kaolinit Pembentukan kaolinit berasal umumnya berasal dari pelapukan mineral feldspar. Pembentukan kaolinit berasal dari kristalisasi larutan disintegrasi. Mekanisme lain adalah Liat tipe 2:1 yang kemudian menjadi tipe 1:1. Pembentukan ini dipengaruhi oleh lingkungan pelapukan yang masam yang dapat ditemukan pada tanah yang mengalami pelapukan intensif dimana Si terbawa oleh pencucian. Alofan Mineral non kristalin dan dapat ditemukan di daerah gunung api pada ketinggian di atas 500 meter. Sifat Alofan : 1. Kapasitas pegang air tinggi 2. Bobot isi rendah 3. Sulit terdispersi 4. Menyerupai gel pada saat basah Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 36 Liat-liat Oksida Dapat ditemui pada regim/daerah yang pencuciannya cukup intensif. Fraksai liat oksida yang banyak dijumpai adalah besi-oksida dan aluminium-oksida, Contoh : Gibsit (Al(OH)3), Hematit (Fe2O3), Goethit (FeOOH). Liat-liat oksida banyak ditemukan pada tanah-tanah yang berwarna merah pada wilayah tropika basah. Tanah ini biasanya bersifat masam. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 37 A. Indikator Penilaian Penilaian dalam penugasan pada modul 3 ini didasarkan pada hasil kerja kelompok. Penilaian pada bagian ini mencakup 10 % dari nilai akhir. B. Contoh Latihan dan Tugas Jelaskan hubungan antara jenis tanah dan bahan mineral yang terdapat dalam tanah. Buat dalam bentuk bahan presentasi dan dikerjakan secara berkelompok. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 38 BAB III. PENUTUP Bahan mineral sebagai salah satu penyusun tanah berbeda-beda menurut batuan asalnya. Tanah yang berasal dari pelapukan batuan volkanik akan menghasilkan tanah yang mengandung unsur hara yang lebih banyak dibandingkan tanah yang berasal dari batuan induk sedimen atau metamorf. Dengan demikian bahan mineral sangat berkaitan dengan sifat tanah yang terbentuk. Sifat tanah yang berbeda akan membentuk jenis tanah yang berbeda. Sumber Pustaka : 1. Foth, H.D. 1990. Fundamentals of Soil Science. 8Ed. John Wiley & Sons. New York. 2. Van Breemen, N, P.Buurman, R.Brinkman. 1992. Process in Soils. Text for Course J050-202. Department of Soil Science and Geology. Agricultural University Wageningen. 3. Grim, R.E., 1968. Clay Mineralogy. Mc Graw Hill Book Company.New York 4. Loughnan FC. 1969. Chemical Weathering of the Silicate Minerals. American Elsevier Publishing. New York. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 39 MODUL 4 SIFAT FISIK TANAH BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang S ecara fisik, tanah tersusun bahan mineral dan bahan organik dalam berbagai ukuran. Partikel mineral dan bahan organik mengisi matriks tanah sekitar 50% volume. Sisanya terdiri atas ruang pori, yang terisi air dan atau udara. Proporsi air dan udara berubah-uabah secara dinamis menurut kondisi keairan lingkungan tanah. Hal ini membentuk sistem 3 fase yaitu padatan, cair dan gas. Hampir di semua penggunaan tanah sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat fisik tanah. B. Ruang Lingkup Isi Modul ini mencakup bahasan tentang sisem 3 fase, sifat fisik tanah diantaranya: tekstur, bulk density, porositas, struktur dan agregat serta warna tanah. C. Sasaran Pembelajaran Modul Modul ini diharapkan dapat membantu mahasiswa dalam memahami sifat-sifat fisik dasar dari tanah dan cara mengatasi masalah sifat fisik tanah. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 40 BAB II. PEMBAHASAN Terdapat beberapa sifat fisik tanah yang perlu untuk ditelaah dengan baik antara lain: Warna Tanah Warna merupakan petunjuk untuk beberapa sifat tanah oleh karena warna dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor yang terdapat dalam tanah. Adapun penyebab perbedaan warna tanah umumnya adalah akibat perbedaaan kandungan bahan organik; semakin banyak kandungan bahan organik tanah tersebut maka warnanya akan semakin gelap. Sebagian tanah warnanya disebabkan oleh warna mineral tanah itu sendiri. Pada lapisan bawah, warna tanah banyak dipengaruhi oleh bentuk dan banyaknya senyawa Fe. Pada daerah yang berdrainase buruk, yaitu sering tergenang air, maka seluruh tanah berwarna abu-abu karena senyawa Fe terdapat dalam keadaan tereduksi, sedangkan pada tanah berdrainase baik, yaitu tanah yang tidak pernah terendam air, Fe terdapat dalam keadaan oksidasi yang berwarna merah atau limonit yang berwarna kuning coklat. Bila tanah kadang-kadang basah dan kadang kering maka disamping berwarna abu-abu didapat pula bercak-bercak karatan merah atau kuning yaitu dimana udara dapat masuk sehingga terjadi oksidasi besi di tempat tersebut. Warna tanah ditentukan dengan menggunakan warna-warna baku yang terdapat dalam buku Munsell Soil Color Chart. Warna tanah akan berbeda bila tanah basah, lembab atau kering, sehingga dalam menentukan warna tanah perlu dicatat apakah dalam keadaan basah, lembab atau kering. Ada 3 komponen penentu warna tanah, yaitu: hue, kroma (chrome) dan nilai (value). 1. Hue: menunjukkan panjang gelombang cahaya dominan yang dipantulkan benda. Ada 5 hue tunggal (R, Y, G, B, P); dan 5 hue gabungan (YR, GY, BG, PB, RP) Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 41 2. Kroma: ukuran derajat kemurnian atau kejenuhan warna hue. Memiliki skala dr 0-20. Makin tinggi warna makin terang. 3. Nilai: ukuran tingkat kebersihan atau kekotoran (terang-gelapnya) warna. Dinyatakan dengan skala 1-10 ( derajat kombinasi pigmen hitam dan putih). Tekstur Tanah Tekstur tanah menunjukkan perbandingan relatif antara fraksi tanah baik pasir, debu, dan liat. Menurut perbandingan tersebut diperoleh kelompok tekstur tanah sebanyak 14 macam (Tabel 1). Sebagian ahli membaginya ke dalam 12 saja. Ada banyak sifat tanah terutama sifat fisik dipengaruhi oleh tekstur tanah. Tabel 1. Jenis tekstur tanah Pasir Kasar Pasir berlempung Lempung berpasir Agak kasar Lempung berpasir halus Lempung berpasir sangat halus Lempung Sedang Lempung berdebu Debu Lempung liat Agak halus Lempung liat berpasir Lempung liat berdebu Liat berpasir Halus Liat berdebu Liat Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 42 Penentuan Tekstur Dilakukan dengan Menggunakan Diagram Segitiga Tekstur Tanah (Gambar 1) Tanah-tanah yang bertekstur pasir, karena butir-butirnya berukuran lebih besar, maka setiap satuan berat mempunyai luas permukaan yang lebih kecil sehingga sulit menyerap (menahan) air dan unsur hara. Tanah-tanah yang bertekstur liat karena lebih halus maka setiap satuan berat mempunyai luas permukaan yang lebih besar sehingga kemampuan menahan air dan menyediakan unsur hara tinggi. Tanah-tanah bertekstur halus lebih aktif dalam reaksi kimia daripada tanah bertekstur kasar. Gambar 1 Diagram segitiga tekstur tanah Tekstur mempengaruhi beberapa sifat tanah, yaitu : Kapasitas tukar kation (KTK) Kandungan bahan organik Kadar air Drainase Permeabilitas Struktur Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 43 Konsistensi Erodibilitas Struktur Tanah Struktur tanah cara tersusunnya butiran tanah, atau gumpalan kecil dari butir-butir tanah; yang sering juga disebut agregat. Gumpalan ini terjadi karena butir-butir pasir, debu dan liat terikat satu sama lain oleh suatu perekat seperti bahan organik, oksida-oksida besi dan lain-lain. Gumpalan-gumpalan kecil ini mempunyai bentuk, ukuran dan kemantapan yang berbeda-beda. Bentuk Struktur , bentuk-bentuk struktur (Gambar 2) antara lain : 1. Lempeng (platy): sumbu vertikal < sumbu horisontal, di hor E atau pada lapisan padas liat. Biasanya terjadi pada tanah liat yang baru terjadi secara deposisi (deposited) 2. Prismatik: sumbu vertikal > sumbu horisontal, hor B, daerah iklim kering. 3. Tiang (columner): sumbu vertikal >sumbu horisontal, bagian atas membulat, hor B, daerah iklim kering. 4. Gumpal bersudut (angular blocky): seperti kubus dengan sudut-sudut tajam, sumbu vertikal=sumbu horisontal, hor B, daerah iklim basah 5. Gumpal membulat(rounded blocky): seperti kubus dengan sudut membulat, sumbu vertikal=sumbu horisontal, hor B, daerah iklim basah 6. Granular: Agregat yang membulat, biasanya diameternya tidak lebih dari 2 cm. Umumnya terdapat pada horizon A yang dalam keadaan lepas disebut "Crumbs" atau Spherical. 7. Remah (single grain): bulat sangat porous, di hor A Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 44 Gambar 2 Bentuk-bentuk struktur tanah Ukuran Ukuran struktur tanah berbeda-beda sesuai dengan bentuknya (Tabel 2). Tabel 2. Ukuran butir-butir struktur tanah Ukuran Lempeng Prisma dan tiang Gumpal Granular Remah mm Sangat halus <1 <10 <5 <1 <1 Halus (kecil) 1-2 10-20 5-10 1-2 1-2 Sedang 2-5 20-50 10-20 2-5 2-5 Kasar (besar) 5-10 50-100 20-50 5-10 - Sangat kasar >10 >100 >50 >10 - Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 45 Pembentukan Agregat Agregat tanah terbentuk sebagai akibat adanya interaksi dari butiran tunggal, liat, oksida besi/ almunium dan bahan organik. Agregat yang baik terbentuk karena flokuasi maupun oleh terjadinya retakan tanah yang kemudian dimantapkan oleh pengikat (sementasi) yang terjadi secara kimia atau adanya aktifitas biologi. Faktor yang mempengaruhi pcmbeutukan agregat 1. Bahan Induk Variasi penyusun tanah tersebut mempengaruhi pembentukan agregat-agregat tanah serta kemantapan yang terbentuk. Kandungan liat menentukan dalam pembentukan agregat, karena liat berfungsi sebagai pengikat yang diabsorbsi pada permukaan butiran pasir dan setelah dihidrasi tingkat reversiblenya sangat lambat. Kandungan liat > 30% akan berpengaruh terhadap agregasi, sedangkan kandungan liat < 30% tidak berpengaruh terhadap agregasi. 2. Bahan organik tanah Bahan organik tanah merupakan bahan pengikat setelah mengalami pencucian. Pencucian tersebut dipercepat dengan adanya organisme tanah. Sehingga bahan organik dan organisme di dalam tanah saling berhubungan erat. 3. Tanaman Tanaman pada suatu wilayah dapat membantu pembentukan agregat yang mantap. Akar tanaman dapat menembus tanah dan membentuk celah-celah. Disamping itu dengan adanya tekanan akar, maka butir-butir tanah semakin melekat dan padat. Selain itu celah-celah tersebut dapat terbentuk dari air yang diserap oleh tanaman tersebut. 4. Organisme tanah Organisme tanah dapat mcmpercepat terbentuknya agregat. Selain itu juga mampu berperan langsung dengan membuat !ubang dan menggemburkna tanaman.Secara Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 46 tidak langsung merombak sisa-sisa tanaman yang setelah dipergunakan akan dikelaarlan lagi menjadi bahan pengikat tanah. 5. Waktu Waktu menentukan semua faktor pembentuk tanah berjalan. Semakin lama waktu berjalan, maka agregat yang terbentuk pada tanah tersebut semakin mantap. 6. Iklim Iklim berpengaruh terhadap proses pengeringan, pembasahan, pembekuan, pencairan. Iklim merupakan faktor yang sangat berpengaruh terhadap pembentukan agregat tanah. Kemantapan atau Tingkat Perkembangan Struktur Tingkat perkembangan struktur ditentukan berdasarkan atas kemantapan atau ketahanan bentuk struktur tanah tersebut terhadap tekanan. Ketahanan struktur tanah dibedakan menjadi: 1. tingkat perkembangan lemah 2. tingkat perkembangan sedang 3. tingkat perkembangan kuat Konsistensi Konsistensi menunjukkan kekuatan daya kohesi butir-butir tanah atau daya adhesi butir-butir tanah dengan benda lain. Hal ini ditunjukkan oleh daya tahan tanah terhadap gaya yang akan mengubah bentuk. Dalam keadaan lembab tanah dibedakan ke dalam bentuk konsistensi gembur sampai teguh. Dalam keadaan kering, tanah dibedakan ke dalam konsistensi lunak sampai keras. Dalam keadaan basah dibedakan plastisitasnya yaitu dari lastis sampai tidak plastis atau kelekatannya yaitu dari tidak lekat sampai lekat. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 47 Tanah basah: kandungan air di atas kapasitas lapang Kelekatan – tidak lekat, agak lekat, lekat, sangat lekat Plastisitas-tidak plastis, agak plastis, plastis, sangat plastis Tanah lembab: kandungan air mendekati kapasitas lapang Lepas, sangat gembur, gembur, teguh, sangat teguh, sangat teguh sekali Tanah kering : tanah dalam keadaan kering angin Lepas, lunak, agak keras, keras, sangat keras, sangat keras sekali. Konsistensi merupakan bagian dari rheologi yaitu ilmu yang mempelajari perubahan-perubahan bentuk dan aliran suatu benda. Sifat-sifat rheologi tanah dipelajari dengan menentukan angka Atterberg yaitu angka-angka kadar air tanah pada beberapa macam keadaan. Sifat-sifat tanah yang berkaitan angka Atterberg tersebut adalah : Batas mengalir : jumlah air terbanyak yang dapat ditahan tanah Batas melekat : kadar air dimana tanah mulai tidak dapat melekat pada benda lain Batas menggolek : kadar air dimana gulungan tanah mulai tidak dapat digolekkan lagi Indeks plastisitas : kadar air batas mengalir-batas menggolek Jangka olah : kadar air batas melekat-batas menggolek Batas ganti warna : tanah yang telah mencapai batas menggolek masih dapat kehilangan air, sehingga tanah lambat laun menjadi kering dan pada suatu ketika tanah menjadi berwarna lebih terang. Titik ini disebut titik ganti warna atau titik ubah Bobot Isi Tanah (Bulk Density) Bobot isi tanah menunjukkan perbandingan antara berat tanah kering dengan volume tanah termasuk volume pori-pori tanah. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 48 Bulk density = berat tanah kering (g) volume tanah (cm3) Bobot isi tanah adalah petunjuk kepadatan tanah. Makin padat tanah maka makin tinggi bulk density yang berarti makin sulit untuk meneruskan air atau ditembus akar tanaman. Pada umumnya, bobot isi tanah berkisar antara 1,1-1,6 g/cm3. Bulk density berbeda dengan particle density (kerapatan jenis zarah). Particle density = berat kering persatuan volume partikel-partikel (padat) tanah (jadi tidak termasuk volume pori - pori tanah). Tanah mineral mempunyai particle density = 2,65 g/cm3. dengan mengetahui bulk density dan particle density, maka dapat diketahui banyaknya (%) pori-pori total tanah sebagai berikut : Bulk density X 100 % = % bahan padat tanah Particle density % pori total tanah = 100% - % bahan padat tanah Ruang pori total (%) = ( 1 - _Bulk density_ ) Particle density Pori-pori Tanah Pori tanah adalah bagian tanah yang tidak terisi bahan padat tanah (terisi oleh udara dan air). Pori-pori tanah dapat dibedakan menjadi pori-pori kasar dan pori-pori halus. Pori-pori kasar berisi udara atau air gravitasi, sedangkan pori-pori halus berisi air kapiler atau udara. Tanah-tanah pasir mempunyai pori-pori kasar lebih banyak daripada tanah liat. Tanah ini sulit menahan air sehingga tanaman sering mengalami kekeringan. Tanah-tanah liat mempunyai pori total lebih tinggi dari tanah berpasir. Porosistas dipengaruhi oleh kandungan bahan organik, struktur tanah Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 49 dan tekstur tanah. Porositas tinggi jika bahan organik tinggi. Tanah dengan struktur granuler atau remah porositas lebih tinggi dibanding yang berstruktur masif. Drainase Tanah Tanah ditemukan baik di daerah yang tergenang air maupun daerah-daeah kering yang tidak pernah tergenang air. Mudah tidaknya air hilang dari tanah menentukan kelas drainase tanah tersebut. Drainase tanah dikenal dua macam; drainase eksternal dan drainase internal. Air dapat hilang melalui permukaan tanah (external drainage) maupun melalui peresapan ke dalam tanah (internal drainage). External drainage banyak ditentukan oleh bentuk permukaan tanah/lahan, sedang internal drainage ditentukan oleh tekstur tanah. Berdasar atas kelas drainasenya tanah dibedakan atas kelas drainase terhambat (tergenang) sampai sangat cepat (air sangat cepat hilang dari tanah). Keadaan drainase tanah menentukan jenis tanaman yang dapat tumbuh. Sebagai contoh, padi dapat hidup pada tanah-tanah dengan drainase buruk, tetapi jagung, karet, cengkeh, kopi dan lain-lain tidak akan dapat tumbuh dengan baik kalau tanah selalu tergenang air. A. Indikator Penilaian Penilaian dalam penugasan pada modul 4 ini didasarkan pada hasil kerja perorangan dan kelompok. Setiap mahasiswa wajib untuk membuat deskripsi setiap sifat fisik tanah dalam bentuk bahan presentasi kelompok. Penilaian pada bagian ini mencakup 15 % dari nilai akhir. B. Contoh Latihan dan Tugas Jelaskan sifat-sifat fisik tanah dasar. Buatlah dalam bentuk makalah dan dipresentasikan secara berkelompok. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 50 BAB III. PENUTUP Sifat fisik tanah dasar yang perlu dipahami mahasiswa antaralain tekstur, struktur dan agregat tanah, bulk density, dan porositas tanah. Pemahaman tentang sifat-sifat fisik tanah akan membantu mahasiswa menentukan potensi tanah kaitannya dengan pertumbuhan tanaman. Begitupula dengan sifat morfologi tanah yang dapat ditentukan jika sifat fisik tanah dipahami dengan baik. Sumber pustaka: 1. Foth, H.D. 1990. Fundamentals of Soil Science. 8Ed. John Wiley & Sons. New York. 2. Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah. Akademika Pressindo. Jakarta. 3. Singer, M.J. and D.N. Munns. 1991. Soils An Introduction. 2nd. Macmilan Publishing Company. New York. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 51 MODUL 5 AIR DALAM TANAH BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Air adalah senyawa yang penting bagi kehidupan di dunia. Lebih dari 80% komponen penyusun tubuh tanaman jenis herbaceous dan lebih dari 50% tanaman kayu-kayuan adalah air. Air baukan hanya penyusun tubuh tanaman, tetapi juga sebagai media pelarut dan transportasi unsur hara. Sumber air utama adalah air hujan yang jatuh ke tanah. Air hujan ada yang diteruskan ke dalam tanah dan akan mengisi ruang pori untuk digunakan di masa depan, dan ada/dapat juga mengalir di permukaan dan masuk ke sungai (sumber air lainnya). Bagian 5 dari modul ini akan menjelaskan potensi air dalam tanah yang akan mempengaruhi pertumbuhan tanaman dan ketersediaan air. B. Ruang Lingkup Isi Bagian ini mencakup pembahasan tentang penentuan kadar air dalam tanah, konsep energi air, retensi air tanah, prinsip dasar pergerakan air dalam tanah, ketersediaan air dan absorpsi unsur hara. C. Sasaran Pembelajaran Modul Modul ini diharapkan menjadi pedoman bagi mahasiswa dan dosen untuk memahami konsep air dalam tanah untuk kepentingan produksi. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 52 BAB II. PEMBAHASAN Konsep Energi Air 1. Konsep Potensial Aliran air merembes tanah dapat dibandingkan dengan aliran panas melalui batang metal atau aliran listrik melalui kawat. Gaya yang mendorong air untuk mengalir dapat dibandingkan dengan perbedaan potensial listrik atau perbedaan panas, dan dapat diujudkan sebagai perbedaan tarikan dari dua bagian tanah terhadap air yang kadar airnya tidak sama. Apabila hanya terdapat satu gaya saja yang bekerja pada air, persoalan aliran air menjadi sangat mudah. Tetapi persoalannya tidaklah demikian, sebab selain gaya matriks, masih ada macam gaya lain yang bekerja, yaitu: gaya osmotik yang disebabkan adanya garam-garam terlarut dan gaya gravitasi. Jika kita dapat mengetahui besarnya ketiga macam gaya ini, maka kita dapat mengetahui bergerak atau tidaknya air, serta arahnya. Potensial Air dapat didefinisikan sebagai tenaga yang diperlukan untuk memindahkan sejumlah satuan air dari tempat patokan yang dianggap potensialnya sama dengan nol ke tempat lain yang potensialnya mempunyai nilai tertentu. Sehingga potensial dapat diartikan sebagai petunjuk status energi atau ketersediaan air tanah. Jika potensialnya rendah maka ketersediaan air juga rendah. Potensial adalah skalar bukan vektor, ia mempunyai besaran tetapi tidak mempunyai arah. Jumlah aljabar dari komponen-komponen potensial adalah konstan dan jumlah ini disebut potensial total. Dengan demikian gaya dorong untuk pergerakan air hanyalah gradien potensial total untuk dua titik, yaitu potensial enersi Ф dalam jarak X. Konsep potensial air tanah adalah sangat penting. Konsep ini mengganti cara penggolongan air tanah yang umum dipakai pada masa lalu yaitu yang menggolongkan air tanah dalam beberapa bentuk: air gravitasi, air kapiler, air higroskopik dan sebagainya. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 53 Faktanya adalah bahwa semua air tanah, tidak hanya sebagian saja, dipengaruhi juga gravitasi, sehingga semua air adalah air gravitasi. Selanjutnya hukum kapiler tidak mulai atau berhenti pada suatu nilai kadar air, atau ukuran pori. Dengan demikian air tanah dapat berbeda dari tempat ke tempat dan dari waktu ke waktu tidak dalam bentuk tetapi dalam energi potensial. 2. Potensial Air Tanah a. Potensial Gravitasi Setiap benda di atas permukaan bumi ditarik ke arah pusat bumi oleh gaya gravitasi yang sama besarnya dengan berat benda tersebut, dimana berat benda tersebut adalah hasil kali massa dengan percepatan gravitasi. Untuk mengangkut suatu benda melawan tarikan, kerja harus dilakukan, dan kerja ini disimpan oleh benda yang diangkut dari dalam bentuk energi potensial gravitasi. Besarnya energi ini tergantung pada tempat benda itu dalam medan gaya gravitasi. Potensial gravitasi air tanah, pada setiap titik ditentukan oleh elevasi relatif titik bersangkutan terhadap suatu tempat referensi tertentu. Untuk mudahya adalah umum untuk menentukan tempat referensi pada suatu elevasi titik yang penting di dalam tanah, atau dibawah profil tanah yang sedang diteliti, agar potensial gravitasi selalu dapat bernilai + atau 0. Pada ketinggian z diatas suatu referensi, energi potensial gravitasi Eg, suatu massa air M air yang bervolum V adalah: E =Mgz =ρwVgz Dimana ρw=kerapatan air=BD air g=percepatan gravitasi z=ketinggian diatas referensi M z Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 54 b. Potensial tekanan =Potensial matriks Jika air tanah berada dalam keadaan dimana tekanan hidrostatik lebih besar daripada tekanan atmosfer, maka potensial tekanan dianggap positif (+). Jika air berada pada keadaan dimana tekanan lebih rendah dari tekanan atmosfer, maka potensial tekanan dianggap negatif. c. Potensial Total dan Potensial Hidrolik Potensial total adalah hasil kombinasi komponen-komponen potensial yang bersangkutan : Ф = Фg + Фm + Фo + Ф (eksternal) Suatu keadaan seimbang akan tercapai jika transfer massa air dalam fase cair tidak ada. Keadaan ini dapat terjadi apabila potensial totalnya mencapai nilai yang tetap. Syarat yang cukup untuk terjadinya keseimbangan ini ialah jika jumlah komponen-komponen potensial adalah tetap. Dalam praktek potensial osmotik sering dapat diabaikan. Dalam keadaan seimbang jika tidak ada gaya external, yaitu jika tekanan di dalam tanah dan atmosfer sama, diperoleh persamaan : Фh = Фg + Фm =konstan (untuk tanah tidak jenuh) Фh= Фg + Фp=konstan(Dan untuk tanah jenuh) Dimana : Фh=potensial hidrolik Фp=ghp=potensial tekanan hidrostatik Hp=tekanan hidrostatik yang diukur dengan tinggi kolom air Sifat-sifat fisik air tanah sangat bergantung dari sifat-sifat tanah yang bersangkutan. Tanah yang halus atau yang mempunyai luas permukaan yang besar per satuan berat, mempunyai kadar air yang lebih besar dari pada tanah yang kasar atau mempunyai luas permukaan yang lebih kecil. Luas permukaan tanah berkisar antara 1000 cm2/g sampai dengan 106 cm2/g. Partikel tanah bersifat hidrofilik atau suka menyerap air dan yang terutama yang berbentuk koloida. Dalam air tanah terdapat dua macam interaksi Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 55 antara permukaan ialah antara benda padat dan cair serta antara benda cair dan udara. Interaksi antara permukaan inilah yang menyebabkan adanya tegangan antara permukaan dalam tanah dan mengakibatkan bergeraknya air. Tanah yang baik untuk pertumbuhan tanaman dapat ditunjukkan oleh adanya air dan udara yang seimbang dalam tanah. Penentuan Kandungan Air Tanah Kadar air tanah dinyatakan dalam satuan cm3/100 cm3 (air per tanah) atau g air/100 g tanah. Padsa banyak literatur dinyatakan sebagai persen volume yaitu persentase volume air terhadap volume tanah atau persen berat. Cara penetapan kadar air dapat dilakukan dengan sejumlah tanah basah dikering-ovenkan dalam oven pada suhu 100 °C – 110 °C selama 2 x 24 jam. Air yang hilang karena pengeringan merupakan sejumlah air yang terkandung dalam tanah tersebut. Air irigasi yang memasuki tanah mula-mula menggantikan udara yang terdapat dalam pori makro dan kemudian pori mikro. Jumlah air yang bergerak melalui tanah berkaitan dengan ukuran pori-pori pada tanah. Air mempunyai fungsi yang penting dalam tanah, antara lain pada proses pelapukan mineral dan bahan organik tanah, yaitu reaksi yang mempersiapkan hara larut bagi pertumbuhan tanaman. Selain itu, air juga berfungsi sebagai media gerak hara ke akar-akar tanaman. Akan tetapi, jika air terlalu banyak tersedia, hara-hara dapat tercuci dari daerah-daerah perakaran atau bila evaporasi tinggi, garam-garam terlarut mungkin terangkat kelapisan tanah atas. Air yang berlebihan juga membatasi pergerakan udara dalam tanah, merintangi akar tanaman memperoleh O 2 sehingga dapat mengakibatkan tanaman mati. Dua fungsi yang saling berkaitan dalam penyediaan air bagi tanaman yaitu memperoleh air dalam tanah dan pengaliran air yang disimpan ke akar-akar tanaman. Jumlah air yang diperoleh tanah sebagian bergantung pada kemampuan tanah yang menyerap air cepat dan meneruskan air yang diterima dipermukaan tanah ke bawah. Akan tetapi jumlah ini juga dipengaruhi oleh faktor-faktor luar seperti jumlah curah hujan tahunan dan sebaran hujan sepanjang tahun. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 56 Kapasitas lapang adalah keadaan tanah yang cukup lembab yang menunjukan air terbanyak yang dapat ditahan oleh tanah terhadap gaya tarik gravitasi. Air yang dapat ditahan oleh tanah tersebut terus menerus diserap oleh akar tanaman atau menguap sehingga tanah makin lama makin mengering. Pada suatu saat akar tanaman tidak mampu lagi menyerap air tersebut sehingga tanaman menjadi layu (titik layu permanen). Kandungan air tanah antara kapasitas lapang dan titik layu permanen disebut total air tanah tersedia (TAW, Total Available Water). Titik kritis adalah batas minimum air tersedia yang dipertahankan agar tidak habis mengering diserap tanaman hingga mencapai titik layu permanen. Titik kritis ini berbeda untuk berbagai jenis tanaman, tanah, iklim serta diperoleh berdasarkan penelitian di lapangan (Benami dan Offen, 1984 dalam Yanwar , 2003).Kandungan air antara kapasitas lapang dan titik kritis disebut RAW (Readily Available Water). Perbandingan antara RAW dengan total air tanah yang tersedia dipengaruhi oleh iklim, evapotranspirasi, tanah, jenis tanaman dan tingkat pertumbuhan tanaman (Raes,1988). Retensi Air-Tanah Kapasitas lapang adalah kadar air yang dapat ditahan dengan gaya yang sama dengan gaya gravitasi tetapi arahnya berlawanan. Kapasitas lapangan ini juga dikenal dengan batas atas air yang tersedia untuk pertumbuhan tanaman. Jika terdapat permukaan air-bumi (groundwater table) yang dangkal dan tidak ada pergerakan air ke atas yang kuat karena evaporasi pada permukaan tanah, maka pada kurun waktu tertentu, terdapatlah suatu keseimbangan antara pergerakan air ke atas (kapiler) dan pergerakan air kebawah (gravitasi). Dalam keadaan seperti di atas maka kadar air di dekat permukaan tanah akan akan merupakan kadar air pada kapasitas lapang. Titik layu adalah kadar air untuk mana tanaman akan layu dan tidak dapat segar lagi. Kadar air pada titik layu ini dalam praktek akan seimbang dengan Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 57 hisapan matriks sebesar 15 bar, sedang kadar air pada kapasitas lapang sering diambil setara dengan hisapan matriks sebesar 1/3 bar. Ada beberapa mekanisme yang aktip dalam adsorpsi air oleh partikel-partikel tanah. Diantaranya ialah muatan listrik yang ada pada partikel-partikel tanah dan ion-ion lawan yang diadsorpsikan. Sedang mekanisme retensi air oleh tanah ialah adanya tegangan permukaan antara air dan udara di dalam tanah. Tengangan permukaan ini besarnya kurang lebih 72 dyne/cm atau 72 erg/cm2 pada 25oC. Air menempel pada permukaan tabung kapiler sekuat dengan aghesi dengan dirinya sendiri karena kerja untuk kohese besarnya juga sama dengan 2σ. Oleh karena itulah maka air dapat membasahi dinding gelas tabung kapiler, dan air yang menempel pada dinding tabung tersebut menarik sejumlah cairan setinggi h. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Air dalam Tanah Masing-masing tanah mempunyai kadar air tanah kering udara, kadar air kapasitas lapang, dan kadar air maksimum yang berbeda-beda. Hal itu disebabkan oleh beberapa faktor: a. Jenis air yang yang diserap yang didasarkan pada air tanah yaitu gaya adhesi, kohesi dan gravitasi. b. Kemampuan tanah menahan air dipengaruhi antara lain oleh tekstur tanah. Tanah-tanah bertekstur kasar mempunyai daya menahanair yang lebih kecil dari pada tanah yang bertekstur halus. Oleh karenanya tanaman yang ditanam pada tanah pasir umunya lebih mudah kekeringan daripada tanah-tanah bertekstur lempung atau liat. c. Kadar bahan organic tanah (BOT). Semakin tinggi kadar BOT akan makin tinggi kadar dan ketersediaan air tanah. d. Senyawa kimiawi. Semakin banyak senyawa kimiawi di dalam tanah akan menyebabkan kadar dan ketersediaan air tanah menurun. Tanah kering udara adalah tanah yang tidak terkena cahaya matahari langsung. Bahan organik tanah merupakan hasil dekomposisi atau elapukan bahan-bahan mineral yang terkandung didalam tanah. Bahan organik tanah juga dapat berasal dari Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 58 timbunan mikroorganisme, atau sisa-sisa tanaman dan hewan yang telah mati dan terlapuk selama jangka waktu tertentu.bahan organik dapat digunakan untuk menentukan sumber hara bagi tanaman, selain itu dapat digunakan untuk menentukan klasifikasi tanah (Soetjito, dkk. 1992). Sebagian besar air yang diperlukan oleh tumbuhan berasal dari tanah ( disebut air tanah). Air ini harus tersedia pada saat tumbuhan memerlukannya. Kebutuhan air setiap tumbuhan berbeda. Kadar dan komposisi udara tanah sebagian besar ditentukan oleh hubungan air dan tanah. Udara tanah yang terdiri dari campuran gas itu bergerak menuju ke pori-pori yang belum diduduki oleh air (Hakim,1986). Tumbuhan air umumnya memerlukan air lebih banyak dibandingkan jenis tumbuhan lain. Air diperlukan oleh tumbuhan untuk memenuhi kebutuhan biologisnya, antara lain untuk memenuhi transpirasi, dalam proses asimilasi untuk pembentukan karbohidrat, serta untuk mengangkut hasil-hasil fotosintesisnya ke seluruh jaringan tumbuhan. Air tanah berfungsi sebagai pelarut unsur hara dalam tanah. Air tanah dan unsur hara ini membentuk larutan tanah. Air tanah berfungsi membawa unsur hara ke permukaan akar tumbuhan. Di dalam jariingan atau tubuh tumbuhan ini juga berperan mengangkut unsur hara yang diserap akar ke seluruh tanaman (Indranada, 1994). Tanah yang diovenkan beratnya akan berkurang dari berat awal. Hal inidikarenakan hilangnya kadar air yang terkandung pada tanah tersebut. Hal ini sesuai dengan literatur Craig (1994) yang menyatakan bahwa energi yang telah dilepaskan ketika air berubah dari uap air menjadi cairan. Pembebasan panas dan pembentukanair hujan merupakan sumber energi utama untuk sistem hujan. Bila butir-butir air hujan jatuh ke atas tanah kering dan diserap oleh permukaan partikel tanah, terjadi penurunan lebih lanjut dalam pergerakan dan mempunyai tapak positif dan negatif. Faktor-faktor yang mempengaruhi kadar air di dalam tanah adalah: 1. Kadar Bahan Organik Tanah Bahan organik tanah mempunyai pori-pori yang jauh lebih banyak daripada partikel mineral tanah yang berarti luas permukaan penyerapan juga lebih Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 59 banyak sehingga makin tinggi kadar bahan organic tanah makin tinggi kadar dan ketersediaan air tanah. 2. Kedalaman Solum atau Lapisan Tanah Kedalaman solum atau lapisan tanah menentukan volume simpan air tanah, semakin dalam maka ketersediaan dan kadar air tanah juga semakin banyak. 3. Iklim dan Tumbuhan Faktor iklim dan tumbuhan mempunyai pengaruh yang berarti pada jumlah air yang dapat diabsorbsi dengan efisiensi tumbuah dalam tanah. Temperatur dan perubahan udara merupakan perubahan iklim dan berpengaruh pada efisiensi pengguanaan air tanah dan penentuan air yang dapat hilang melalui saluran evaporasi permukaan tanah. Kelakuan akan ketahanan pada kekeringan keadaan dan tingkat pertumbuhan adalah fakto pertumbuhan yang berarti. 4. Senyawa Kimiawi Garam-garam dan senyawa pupuk atau amelioran baik alamaiah maupun non alamiah mempunyai gaya osmotic yang dapat menarik dan menghidrolisis air sehingga koefisien laju meningkat. Faktor lainnya yang mempengaruhi kadar air tanah adalah tekstur tanah, dengan adanya perbedaan jenis tekstur tanah dapat menggambarkan tingkat kemampuan tanah untuk mengikat air, contohnya tanah yang bertekstur liat lebih mampu mengikat air dalam jumlah banyak dibandingkan tanah yang bertekstur pasir, sedangkan tanah bertekstur pasir lebih mampu mengikat air daripada tanah bertekstur debu. Faktor lain yang mempengaruhi kadar air tanah adalah struktur tanah, pori tanah, dan peremeabilitas tanah. Tanah yang mempunyai ruang pori lebih banyak akan mampu menyimpan air dalam jumlah lebih banyak. Karena ruang-ruang pori tanah akan terisi oleh air. Peranan Air Tanah dalam Absorpsi Unsur Hara Air adalah salah satu komponen fisik yang sangat vital dan dibutuhkan dalam jumlah besar untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Sebanyak 85-90 % dari bobot segar sel-sel dan jaringan tanaman tinggi adalah air. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 60 Setiap tanaman harus menyeimbangkan antara proses kehilangan air dan proses penyerapannya, bila proses kehilangan air tidak diimbangi dengan penyerapan melalui akar makan akan terjadi kekurangan air didalam sel tanaman yang dapat menyebabkan berbagai kerusakan pada banyak proses dalam tanaman. fungsi air bagi tanaman yaitu: 1) sebagai senyawa utama pembentuk protoplasma, 2) sebagai senyawa pelarut bagi masuknya mineral-mineral dari larutan tanah ke tanaman dan sebagai pelarut mineral nutrisi yang akan diangkut dari satu bagian sel ke bagian sel lain, 3) sebagai media terjadinya reaksi-reaksi metabolik, 4) sebagai rektan pada sejumlah reaksi metabolisme seperti siklus asam trikarboksilat, 5) sebagai penghasil hidrogen pada proses fotosintesis, 6) menjaga turgiditas sel dan berperan sebagai tenaga mekanik dalam pembesaran sel, 7) mengatur mekanisme gerakan tanaman seperti membuka dan menutupnya stomata, membuka dan menutupnya bunga serta melipatnya daun-daun tanaman tertentu, 8) berperan dalam perpanjangan sel, 9) sebagai bahan metabolisme dan produk akhir respirasi, serta 10) digunakan dalam proses respirasi. Kehilangan air pada jaringan tanaman akan menurunkan turgor sel, meningkatkan konsentrasi makro molekul serta senyawa-senyawa dengan berat molekul rendah, mempengaruhi membran sel dan potensi aktivitas kimia air dalam tanaman. Peran air yang sangat penting tersebut menimbulkan konsekuensi bahwa langsung atau tidak langsung kekurangan air pada tanaman akan mempengaruhi semua proses metaboliknya sehingga dapat menurunkan pertumbuhan tanaman. Cekaman kekeringan dapat disebabkan oleh 2 (dua) faktor, yaitu kekurangan suplai air di daerah perakaran atau laju kehilangan air (evapotraspirasi) lebih besar dari absobsi air meskipun kadar air tanahnya cukup. Kekurangan air secara internal pada tanaman berakibat langsung pada penurunan pembelahan dan pembesaran sel. Pada tahap pertumbuhan vegetatif, air digunakan oleh tanaman untuk pembelahan dan pembesaran sel yang terwujud dalam pertambahan tinggi tanaman, pembesaran diameter, perbanyakan daun dan pertumbuhan akar. Keadaan cekaman air menyebakan penurunan turgor pada sel tanaman dan berakibat pada menurunnya proses fisiologi. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 61 Pada waktu musim kemarau maka ketersediaan air akan berkurang sehingga mengakibatkan penurunan pertumbuhan. Berapa tanaman masih dapat tumbuh dengan baik pada kondisi air tanah berkurang. Bergantung responnya terhadap kekeringan, tanaman dapat diklasifikasikan menjadi: 1) tanaman yang menghindari kekeringan (drought avoiders), dan 2) tanaman yang mentoleransi kekeringan (drought tolerators). Tanaman yang menghindari kekeringan membatasi aktivitasnya pada periode air tersedia atau akuisisi air maksimum antara lain dengan meningkatkan jumlah akar dan modifikasi struktur dan posisi daun. Tanaman yang mentoleransi kekeringan mencakup penundaan dehidrasi atau mentoleransi dehidrasi. Penundaan dehidrasi mencakup peningkatan sensitivitas stomata dan perbedaan jalur fotosintesis, sedangkan toleransi dehidrasi mencakup penyesuaian osmotik. Tanaman memiliki reaksi yang sangat kompleks menghadapi cekaman kekeringan. Bentuk morfologi, anatomi dan metabolisme tanaman yang berbeda menyebabkan tanaman memiliki respon yang beragam. Ketika kekeringan semakin meningkat maka tanaman menyesuaikan diri melalui proses fisiologi yang kemudian diikuti perubahan struktur morfologi tanaman seperti layu, meningkatkan pertumbuhan akar dan menghambat pertumbuhan pucuk. Penurunan proses fotosintesis dan pertumbuhan, sehingga tanaman juga mengalami penurunan produksi seperti berkurangnya hasil panen secara kualitas maupun kuantitas Bila tanaman dihadapkan pada kondisi kering terdapat dua macam tanggapan yang dapat memperbaiki status air, yaitu: (1) tanaman mengubah distribusi asimilat baru untuk mendukung pertumbuhan akar dengan mengorbankan tajuk, sehingga dapat meningkatkan kapasitas akar menyerap air serta menghambat pemekaran daun untuk mengurangi transpirasi, (2) tanaman akan mengatur derajat pembukaan stomata untuk menghambat kehilangan air lewat transpirasi. Relative Water Content (RWC) yang mengambarkan kadar relatif air daun merupakan parameter ketahanan tanaman menghadapi cekaman kekeringan. Proses fotosintesis pada sebagaian besar tanaman akan mulai tertekan bila nilai RWC Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 62 tanaman lebih rendah dari 70 persen, sehingga tanaman memerlukan pengaturan dalam tubuhnya diantaranya dengan melakukan penutupan stomata. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 63 A. Indikator Penilaian Penilaian dalam penugasan pada modul 5 ini didasarkan pada hasil kerja perorangan. Penilaian pada bagian ini mencakup 10 % dari nilai akhir. B. Contoh Latihan dan Tugas 1. Jelaskan tentang potensial air tanah 2. Jelaskan hubungan antara tekstur tanah dengan kapasitas pegang air Tugas ini dibuat dalam bentuk makalah perorangan yang akan didiskusikan dalam kelas. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 64 BAB III. PENUTUP Air dalam tanah mempunyai tingkat energi yang beragam sesuai dengan kandungan air tanah. Tingkat energi air tanah menaik jika kadar air naik, dan menurun jika kadar air tanah menurun. Hal inilah yang melahirkan konsep energi air tanah. Energi air tanah ditunjukkan dengan potensial air tanah dengan satuan bars atau kilopascal. Sumber Pustaka: 1. Foth, H.D. 1990. Fundamentals of Soil Science. 8Ed. John Wiley & Sons. New York. 2. Hillel, D. 1971. Soil and Water. Physical Principles and Process. Academic Press, New York-London. 3. Hakim, Nurhajati dkk. 1986. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. UNILA: Lampung. 4. Hanafiah, K., A. 2007. Dasar-Dasar ILmu Tanah. Rajawali Pers : Jakarta. 5. Indranada, Henry. 1994. Pengelolaan Kesuburan Tanah. Bumi Aksara, Semarang. 6. Mawardi, M. 2011. Asas Irigasidan Konservasi Air. Bursa Ilmu, Yogyakarta. 7. Raes, D., Herman L. , Paul V. A. Matman dan V.B Martin. 1987. Irrigation Schedulling Information Sistem. Katholike Universiteit Leuven: Leuven. 8. Soetjipto. 1992. Dasar-Dasar Irigasi. Erlangga :Jakarta. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 65 MODUL 6 SIFAT-SIFAT KIMIA TANAH BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang A nalisis kimia tanah akan membantu dalam memprediksikan kemampuan tanah dalam suplai hara bagi tanaman. Namun, sering terjadi bahwa hanya sejumlah sedikit saja unsur-unsur tersedia bagi tanaman. Untuk itu diskusi dan pembahasan tentang sifat kimia tanah difokuskan pada reaksi pertukaran kation, pH tanah, kejenuhan basa, koloid tanah. B. Ruang Lingkup Isi Modul ini akan membahas tentang sifat-sifat kimia tanah terutama reaksi pertukaran kation, pH tanah, kejenuhan basa, koloid tanah. C. Sasaran Pembelajaran Modul Modul ini diharapkan dapat membantu mahasiswa dalam memahami berbagai sifat kimia tanah dasar. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 66 BAB II. PEMBAHASAN Tanah merupakan perantara penyedia suhu, udara, air dan unsur-unsur hara. Pertumbuhan tanaman tidak hanya dipengaruhi oleh tersedianya unsur hara dalam tanah, tetapi juga oleh faktor-faktor lain seperti telah disebutkan diatas. Komposisi Kimia Tanah Tanah terbentuk dari batuan yang melapuk. Adapun komposisi kimia rata-rata dari batuan beku ditunjukkkan dalam Tabel 1. Variasi kandungan unsur Silikon, Oksigen dan Aluminium sangat banyak ditemui. Hal ini menunjukkan dominasi mineral silikat dan aluminosilikat pada batuan beku. Selanjutnya adalah unsur besi, kalsium, magnesium, natrium, dan kalium. Komposisi kimia batuan beku menyerupai komposisi mineralogik dari tanah yang telah melapuk minimal atau sedang. Sejumlah tanah mengandung kuarsa, feldspar, dan mika pada fraksi pasir dan debunya, liat silikat lapis 2:1 dalam fraksi liatnya, dan kebanyakan muatan negatif liat dinetralisir dengan adsorpsi ion-ion kalsium, magnesium, sodium dan kalium. Tabel 1. Komposisi kimia batuan beku dan tanah-tanah yang melapuk intensif Senyawa SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 MnO CaO MgO K2O Na2O P2O5 SO3 Persentase unsur kimia (%) 60 16 7 1 0,1 5 4 3 4 0,3 0,1 Total 100,5 Adapted from Bohn, McNeal, and O’Connor, 1985 in Foth, 1990 Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 67 Pada saat tanah melapuk dan komposisi mineralogi berubah setiap waktu, terjadi pula perubahan komposisi kimiawi. Selama proses pembentukan tanah, terjadi kehilangan unsur-unsur Si relatif terhadap Al dan Fe. Pelepasan dan kehilangan Ca, Mg, Na dan K lebih cepat dibandingkan Si, dan hal ini ditunjukkan oleh rendahnya kandungan empat kation pada tanah-tanah yang melapuk intensif. Berikut adalah penjelasan masing-masing sifat-sifat kimia tanah yang penting untuk dipahami: a. Reaksi Tanah atau pH tanah Reaksi tanah menunjukkan sifat kemasaman atau alkalinitas tanah yang dinyatakan dengan nilai pH. Nilai pH menunjukkan banyaknya konsentrasi ion hidrogen (H+) di dalam tanah. Makin tinggi kadar ion H+ dalam tanah, semakin masam tanah tersebut. Di dalam tanah selain ion H+ dan ion-ion lain ditemukan pula ion OHyang jumlahnya berbanding terbalik dengan banyaknya H+. Pada tanah-tanah yang masam jumlah ion H+ lebih tinggi dibanding OH-, sedang pada tanah alkalin kandungan OH- lebih banyak daripada H+. Bila kandungan H+ sama dengan OHmaka tanah bereaksi netral yaitu mempunyai pH=7. Konsentrasi H+ atau OH- dalam tanah sebenarnya sangat kecil. Nilai pH berkisar antara 0-14 dengan pH 7 disebut netral sedang pH kurang dari 7 disebut masam dan pH lebih dari 7 disebut alkalis. Besarnya kisaran nilai pH tersebut didasarkan atas besarnya konstanta disosiasi air murni yaitu : HOH [ H+] [OH-] H+ + OH= 10-14 = K (konstan) Di Indonesia, pH tanah berkisar antara 3 hingga 9. Tanah-tanah pada umumnya bereaksi masam dengan pH 4,0-5,5 sehingga tanah-tanah yang mempunyai pH 6,0-6,5 sering dikatakan cukup netral meskipun sebenarnya masih agak masam. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 68 Alasan pH tanah penting untuk diketahui : 1. Menentukan mudah tidaknya unsur-unsur hara diserap tanaman. Pada umumnya hara tanaman akan lebih mudah untuk diserap pada kisaran pH netral (Gambar 1) oleh karena pada kisaran pH tersebut kebanyakan unsur hara larut dalam air. Pada tanah masam unsur P tidak dapat diserap tanaman karena diikat oleh Al sedangkan pada tanah alkalis, P sulit diserap tanaman karena difiksasi oleh Ca. 2. Menunjukkkan kemungkinan adanya unsur-unsur beracun (Gambar 1). Pada tanah-tanah masam banyak ditemukan ion-ion Al didalam tanah, yang kecuali memfiksasi P juga merupakan racun bagi tanaman. Pada tanah rawa yang pH tanah rendah (sangat masam) menunjukkan kandungan sulfat tinggi yang bersifat meracun bagi tanaman. Disamping itu, pada tanah yang masam, unsur-unsur mikro juga menjadi mudah larut, sehingga ditemukan unsur mikro yang terlalu banyak. Unsur mikro Mo dapat menjadi racun kalau pH tanah terlalu alkalis. Gambar 1 Nilai ketersediaan unsur pada kisaran pH 4-9 Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 69 3. Mempengaruhi perkembangan mikroorganisme Bakteri berkembang baik pada pH 5,5 atau sedang pada pH <5,5 perkembangannya sangat terhambat Jamur dapat berkembang baik pada segala tingkat kemasaman tanah. Pada pH tanah >5,5 jamur harus bersaing dengan bakteri Bakteri pengikat nitrogen dari udara dan bakteri nitrifikasi hanya dapat berkembang dengan baik pada pH >5,5. b. Koloid Tanah Koloid tanah adalah bahan mineral dan bahan organik tanah yang sangat halus sehingga mempunyai luas permukaan yang sangat tinggi persatuan berat. Liat termasuk koloid tanah (koloid anorganik) dan humus (koloid organik). Koloid tanah merupakan bagian tanah yang sangat aktif dalam reaksi-reaksi fisikokimia dalam tanah. Partikel-partikel koloid yang sangat halus yang dikenal sebagai mikro sel pada umumnya bermuatan negatif, sehingga ion-ion yang bermuatan positif akan tertarik dan membentuk lapisan ganda ion (ionic double layer). 1. Mineral liat. Mineral liat adalah mineral yang berukuran <2 μ. Mineral liat dalam tanah terbentuk karena : a. Rekristalisasi (sintesis) senyawa hasil pelapukan mineral primer b. Alterasi langsung mineral primer yang telah ada (misalnya mika menjadi ilit) Mineral liat dalam tanah ada 3 yaitu : 1. Mineral liat Al silikat 2. Oksida-oksida Fe dan Al 3. Mineral-mineral primer Mineral liat Al silikat dapat dibedakan menjadi : a. Mineral liat Al-silikat yang mempunyai bentuk kristal yang baik misalnya kaolinit, haloisit, montmorilonit, ilit b. Mineral liat Al-silikat amorf misalnya alofan Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 70 Kaolinit dan haloisit banyak ditemukan pada tanah-tanah merah yaitu tanahtanah yang berdrainase baik, sedang montmorilonit banyak ditemukan pada tanah yang mudah mengembang dan mengerut dan pecah-pecah pada musim kering misalnya tanah Vertisol. Illit banyak ditemukan pada tanah yang berasal dari bahan induk yang banyak mengandung mika dan belum mengalami pelapukan lanjut. Alofan banyak ditemukan pada tanah yang berasal dari abu gunung api seperti tanah Andisol. Pada tanah yang tua seperti Oxisol banyak ditemukan liat silikat yang telah hancur dan membentuk mineral liat baru yaitu Fe-Oksida dan Al-Oksida yang dikenal dengan nama mineral seskuioksida. Mineral liat Al-silikat mempunyai struktur berlapis-lapis yang terdiri dari lapisan Si-tetrahedron dan Al-oktahedron. Berdasarkan atas banyaknya lapisan Si-tetrahedron dan Al-oktahedron, maka mineral liat dibedakan menjadi : a. Tipe 1:1 (satu lapis Si-tetrahedron dan satu lapis Al-oktahedron) contoh: kaolinit dan haloisit b. Tipe 2:1 (2 lapis Si-tetrahedron dan 1 lapis Al-oktahedron), contoh : montmorilonit, illit dan vermikulit c. Tipe 2:2 (2 lapis Si-tetrahedron dan 2 lapis Al-oktahedron), contoh : klorit 2. Oksida-Oksida Fe dan Al. Mineral-mineral oksida umumnya banyak terdapat pada tanah-tanah tua di daerah tropika misalnya tanah Oxisol. Contoh mineral liat oksida: gibsit, hematit, goetit, dan limonit. 3. Mineral-mineral primer. Di dalam fraksi liat kadang-kadang ditemukan pula mineral primer seperti kuarsa, feldspar. Mineral seperti itu serupa dengan yang ditemukan dalam fraksi pasir atau debu tetapi ukurannya sangat halus yaitu <2μ. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 71 Koloid Organik Koloid organik utama adalah humus. Koloid organik tersusun atas C, H dan O. Humus bersifat amorf, KTK tinggi dan lebih mudah dihancurkan dibandingkan liat. Sumber muatan negatif humus adalah gugus karboksil dan gugus fenol. Muatan humus adalah tergantung pH. Dalam keadaan masam, H+ dipegang kuat oleh gugusan karboksil atau fenol dan menjadi lemah ikatannya jika pH lebih tinggi. Berdasarkan atas kelarutannya dalam asam dan alkali humus disusun atas 3 bagian utama yaitu : 1. asam fulvik 2. asam humik 3. humin b. Kapasitas Tukar Kation (KTK) Kation adalah ion bermuatan positif seperti Ca++, K+, Na+, NH4+, H+, Al3+ dsb. Didalam tanah, kation-kation tersebut terlarut di dalam air tanah atau dijerap oleh koloid-koloid tanah. Banyaknya kation yang dapat dijerap oleh tanah persatuan berat tanah dinamakan kapasitas tukar kation (KTK). Kation-kation yang telah dijerap oleh koloid-koloid tersebut sukar tercuci oleh gaya gravitasi, tetapi dapat diganti oleh kation lain yang terdapat dalam larutan tanah. Hal tersebut disebut pertukaran kation. Penetapan KTK di laboratorium dilakukan dengan menggunakan dengan ekstraksi ammonium asetat pada pH 7 (NH4OAc pH 7). Cara lain yaitu ekstraksi dengan garam netral (misalnya dengan 1 N KCl) pada pH tanah yang sebenarnya, atau ekstraksi dengan barium klorida + trietanolamin (BaCl2-TEA) yang disangga pada pH 8,2. Dengan cara ini kita akan mendapatkan KTK tergantung pH, KTK efektif, dll. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 72 Kapasitas tukar tiap koloid tanah berbeda. Humus mempunyai KTK yang jauh lebih tinggi dibandingkan mineral liat seperti ditunjukkan pada Tabel 2 berikut: Tabel 2. KTK koloid tanah Koloid tanah KTK (cmol (+)/kg) Humus 100-300 Klorit 10-40 Montmorilonit 80-150 Illit 10-40 Kaolinit 3-15 Haloisit 2H2O 5-10 Haloisit 4H2O 40-50 Seskuioksida 0-3 KTK adalah sifat kimia yang berkaitan dengan kesuburan tanah. Tanah dengan KTK tinggi mampu menjerap dan menyediakan unsur hara lebih baik daripada tanah KTK rendah. Tanah dengan KTK tinggi bila didominasi oleh kation basa seperti Ca, Mg, K, Na dapat meningkatkan kesuburan tanah, tetapi bila didominasi oleh kation asam seperti Al dan H dapat mengurangi kesuburan tanah. Tanah dengan kandungan bahan organik atau kadar liat tinggi mempunyai KTK lebih tinggi daripada tanah-tanah dengan kandungan bahan organik rendah atau tanah berpasir. c. Kejenuhan Basa Kation yang terdapat dalam kompleks jerapan koloid tersebut dapat dibedakan menjadi kation-kation basa dan kation-kation asam. Kejenuhan basa menunjukkan perbandingan antara jumlah kation-kation basa dengan jumlah semua kation (kation basa dan kation asam) yang terdapat dalam kompleks jerapan tanah. Jumlah Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 73 maksimum kation yang dapat dijerap tanah menunjukkan besarnya KTK tanah tersebut. Kejenuhanbasa jumlahkationbasa X 100% KTK Kejenuhan basa berhubungan erat dengan pH tanah, dimana tanah yang mempunyai pH rendah umumnya juga mempunyai KB rendah. Begitu pula sebaliknya. Hubungan pH dengan KB pada pH 5,5 -6,5 hampir merupakan suatu garis lurus. d. Unsur-unsur hara esensial Unsur hara yang sangat diperlukan tanaman dan fungsinya dalam tanaman tidak dapat digantikan oleh unsur lain disebut unsur hara esensial. Unsur hara esensial dapat berasal dari udara, air, atau tanah yang berjumlah 17 yaitu : 1. Unsur makro : C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, dan S 2. Unsur mikro : Fe, Mn, B, Mo, Cu, Zn, Cl, dan Co Unsur hara makro adalah unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah banyak, sedangkan unsur hara mikro adalah unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah yang sangat sedikit. Unsur hara tersedia bagi tanaman dengan cara : 1. Aliran massa 2. Difusi 3. Intersepsi akar Nitrogen (N) Nitrogen dalam tanah berasal dari : 1. Bahan organik tanah 2. Pengikatan oleh mikroorganisme dan N udara Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 74 3. Pupuk 4. Air hujan Bahan organik adalah sumber N yang utama di dalam tanah. Selain N, bahan organik juga mengandung unsur lain terutama C, P, S dan unsur-unsur mikro lain. Pengikatan oleh mikroorganisme dan N udara dibantu dengan adanya simbiose dengan tanaman leguminose yaitu bakteri bintil akar atau Rhizobium. Disamping itu dibantu pula oleh bakteri yang hidup bebas (non simbiotik) yaitu Azotobacter dan Clostridium. Fungsi N : 1. Memperbaiki pertumbuhan vegetatif tanaman 2. Pembentukan protein Gejala defisiensi N: 1. Tanaman kerdil 2. Pertumbuhan akar terbatas 3. Daun-daun kuning dan gugur Gejala kelebihan N: 1. Memperlambat kematangan tanaman 2. Batang lemah mudah roboh 3. Daya tahan tanaman lemah terhadap penyakit N dalam tanah berbentuk: Protein, senyawa amino, Ammonium, Nitrat. Nitrogen diambil tanaman dalam bentuk NH4+ dan NO3-. Sedangkan kehilangan N dari tanah dalam bentuk: Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 75 1. Digunakan oleh tanaman dan mikroorganisme 2. N dalam bnetuk NH4+, dapat diikat oleh mineral liat jenis ilit sehingga tidak dapat digunakan oleh tanaman 3. N dalam bentuk NO3- mudah tercuci oleh air hujan (leaching) 4. Proses denitrifikasi Fosfor (P) Unsur P di dalam tanah berasal dari : Bahan organik (pukan, sisa-sisa tanaman) Pupuk buatan (TSP, DS) Mineral-mineral di dalam tanah (apatit) Unsur P didalam tanah berupa P-organik dan P-anorganik. Fungsi P : 1. Pembelahan sel 2. Pembentukan albumin 3. Pembentukan bunga, buah dan biji 4. Mempercepat pematangan 5. Memperkuat batang tidak mudah roboh 6. Perkembangan akar 7. Memperbaiki kualitas tanaman terutama sayur mayur dan makanan ternak 8. Tahan terhadap penyakit 9. Membentuk nukleoprotein 10. Metabolisme karbohidrat 11. Menyimpan dan memindahkan energi Unsur P mudah difiksasi, sehingga sebaiknya pemberiannya jangan disebarkan tetapi diberikan dalam larikan agar kontak dengan tanah sedikit mungkin sehingga fiksasi dapat dikurangi. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 76 Gejala defisiensi P: 1. Pertumbuhan terhambat (kerdil) 2. Daun-daun menjadi ungu atau coklat mulai ujung daun 3. Terlihat jelas pada tanaman yang masih muda 4. Pada tanaman jagung, tongkol tidak sempurna dan kecil-kecil Kalium (K) Unsur K dalam tanah berasal dari mineral-mineral primer tanah dan berasal dari pupuk buatan (ZK) Fungsi K : 1. Pembentukan pati 2. Mengaktifkan enzim 3. Pembukaan stomata 4. Proses fisiologis dalam tanaman 5. Proses metabolik dalam sel 6. Mempengaruhi penyerapan unsur-unsur lain 7. Mempertinggi ketahahan terhadap kekeringan dan penyakit 8. Perkembangan akar K dalam tanah dibedakan menjadi : 1. Tidak tersedia bagi tanaman 2. Tersedia 3. Tersedia tapi lambat Kehilangan K dari tanah disebabkan oleh karena diserap oleh tanaman terutama leguminose, tomat dan kentang serta pencucian oleh hujan (leaching). Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 77 Gejala defisiensi K: 1. Terlihat pada daun tua, karena daun muda yang masih tumbuh dengan aktif menyedot K dari daun tua 2. Ruas pada tanaman jagung memendek dan tanaman tidak tinggi 3. Pinggir daun berwarna coklat mulai daun tua Kalsium (Ca) Ca dalam tanah berasal dari mineral primer (plagioklas), karbonat (kalsit dan dolomit) , garam-garam sederhana (gipsum dan Ca fosfat). Ca diambil tanaman dalam bentuk Ca++. Fungsi Ca: 1. Penyusunan dinding sel tanaman 2. Pembelahan sel 3. Pertumbuh (elongation) Gejala defisiensi Ca: 1. Tunas dan akar tidak dapat tumbuh karena pembelahan sel terhambat 2. Pada jagung, ujung daun coklat dan melipat serta terkulai ke bawah saling melekat dengan daun dibawahnya Magnesium (Mg) Diserap sebagai Mg++. Mg dalam tanah berasal dari mineral kelam (biotit, augit, hornblende, amfibol), garam (MgSO4), dan kapur (dolomit). Fungsi Mg : 1. Pembentukan klorofil 2. Sistem enzim (aktivator) 3. Pembentukan minyak Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 78 Gejala defisiensi Mg : 1. Defisiensi pada daun tua 2. Daun menguning karena pembentukan klorofil terganggu 3. Pada jagung terlihat garis kuning pada daun 4. Pada daun muda keluar lendir Belerang (S) Diserap tanaman dalam bentuk SO42- dan dalam bentuk gas SO2 dari udara melalui daun. Sedangkan bentuknya dalam tanaman berupa protein, sulfat dan volatile (mudah menguap) seperti allysulfat pada bawang putih dan bawang merah. Fungsi S terutama dalam pembentukan protein. Asal dalam tanah: 1. Mineral primer (pirit dan gipsum) 2. Atmosfir : SO2 udara Hilangnya S dari tanah : 1. Diambil tanaman 2. Pencucian (leaching) 3. Penguapan SO42Gejala defisiensi S : 1. Defisiensi pada daun tua 2. Tanaman kerdil 3. Pematangan lambat 4. Daun-daun kuning Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 79 Unsur-unsur Mikro Unsur mikro dalam tanah berasal dari mineral dalam bahan induk dan bahan organik. Adapun faktor yang menentukan ketersediaan unsur mikro adalah : pH tanah Drainase tanah Jerapan liat dan reaksi kimia Ikatan dengan bahan organik Fungsi masing-masing unsur mikro: Zn pembentukan hormon tumbuh katalis pembentukan protein pematangan biji Fe Pembentukan klorofil Oksidasi reduksi dalam pernafasan Penyusun enzim dan protein Cu Katalis pernafasan Penyusun enzim Pembentukan klorofil Metabolisme karbohidrat dan protein B Pembentukan protein Metabolisme nitrogen dan karbohidrat Perkembangan akar Pembentukan buah dan biji Mn Metabolisme N dan asam organik Fotosintesis Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 80 Perombakan karbohidrat Pembentukan karotin, riboflavin dan asam askorbat Mo Meningkatkan pengikatan N oleh bakteri simbiotik Pembentukan protein Penyerapan unsur mikro oleh tanaman Unsur mikro yang termasuk jenis kation yaitu Fe, Mn, Zn Cu diambil tanaman melalui pertukaran kation atau sebagai kation terlarut seperti Fe2+, Mn2+, Zn2+ dan Cu2+. Unsur mikro yang termasuk jenis anion yaitu B, Mo, Cl diambil tanaman dalam bentuk anion terlarut seperti B33-, MoO43-, Cl-, kadang juga diambil dalam bentuk pertukaran anion Unsur mikro dapat diserap melalui daun (dengan penyemprotan) Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 81 A. Indikator Penilaian Penilaian dalam penugasan pada modul 6 ini didasarkan pada hasil kerja perorangan dan kelompok. Penilaian pada bagian ini mencakup 15 % dari nilai akhir. B. Contoh Latihan dan Tugas 1. Jelaskan sifat-sifat kimia tanah dasar. Buatlah dalam bentuk makalah dan dipresentasikan secara berkelompok. 2. Setiap mahasiswa wajib untuk membuat deskripsi setiap unsur-unsur hara esencial dalam bentuk bahan presentasi kelompok Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 82 BAB III. PENUTUP Sifat kimia tanah dasar yang perlu dipahami mahasiswa antara lain; reaksi tanah, kapasitas tukar kation, kejenuhan basa, unsur hara esensial dan daya sanggah tanah. Pemahaman tentang sifat-sifat kimia tanah akan membantu mahasiswa menentukan potensi tanah kaitannya dengan pertumbuhan tanaman. Begitupula dengan sifat morfologi tanah yang dapat ditentukan jika sifat kimia tanah dipahami dengan baik. Sumber pustaka: 1. Foth, H.D. 1990. Fundamentals of Soil Science. 8Ed. John Wiley & Sons. New York. 2. Tisdale, S. L, Nelson, W. L. and Beaton, J. D. 1990. Soil Fertility and Fertilizers. 4th ed. Macmillan Publishing Company. New York. 3. Hanafiah, K., A. 2007. Dasar-Dasar ILmu Tanah. Rajawali Pers : Jakarta. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 83 MODUL 7 BAHAN ORGANIK TANAH BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang H ampir semua kehidupan di dalam tanah tergantung pada bahan organik untuk memenuhi kebutuhan akan hara dan energi. Telah diketahui pula betapa pentingnya bahan organik terhadap pertumbuhan tanaman. Bahan organik berperan memperbaiki sifat fisik, sifat kimia dan sifat biologi tanah. Modul 7 ini akan membahas akan arti penting bahan organik dalam tanah. B. Ruang Lingkup Isi Modul ini mencakup bahasan tentang sumber bahan organik komposisi bahan organik, perombakan bahan organik, humus, peranan bahan organik C. Sasaran Pembelajaran Modul Modul ini diharapkan dapat membantu mahasiswa dalam memahami sumber bahan organik, proses dekomposisi dan peranan bahan organik tanah. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 84 BAB II. PEMBAHASAN Bahan organik merupakan bagian integral dari tiap tanah yang mempengaruhi sifatsifat fisik, kimia dan biologi tanah jauh lebih besar dari proporsi bahan ini dalam tanah. Proporsi bahan organik pada tanah mineral pada umumnya berkisar antara 1-6 persen, sedang pada tanah organik dapat mencapai separuh dari massa tanah. Semua zat-zat organik dalam tanah, hidup atau mati, segar atau melapuk, senyawa sederhana atau yang kompleks, merupakan bagian dari bahan organik yang terdapat di tanah. Binatang-binatang, demikian juga akar-akar tanaman yang hidup dalam tanah tidak dimasukkan dalam definisi ini. Pada pihak lain, bakteri-bakteri, cendawan dan mikroba hidup dimasukkan sebagai bagian dari bahan organik karena alasan sederhana yaitu disebabkan tidak mungkin memisahkannya dari bahan organik lainnya dalam tanah. Dengan pertimbangan di atas, jelaslah definisi mengenai bahan organik. Untuk tujuan praktikal, bahan organik dapat digolongkan sebagai residu dan humus. Residu meliputi bagian-bagian tanaman maupun binatang yang mati pada semua stadia pelapukan. Humus merupakan bahan organik yang berwarna gelap yang mempunyai sifat-sifat kimia maupun fisika yang cukup jelas dan melapuk dengan lambat, tidak secepat pelapukan residu. Selanjutnya dalam tulisan ini yang dimaksud dengan bahan organik tanah adalah humus. Kalau dikatakan bahan organik merupakan sumber hara untuk tanaman maka yang dimaksud tentulah residu ditambah dengan humus. Sumber Bahan Organik Tanah Sumber primer bahan organik tanah ialah jaringan tumbuhan berupa akar, batang, ranting, daun, bunga dan buah. Jaringan tanaman ini akan mengalami dekomposisi dan akan terangkut ke lapisan bawah tanah. Tumbuhan tidak saja sebagai sumber bahan organik tanah, tetapi juga sebagai sumber bahan organik dari seluruh makhluk hidup. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 85 Sumber sekunder bahan organik adalah binatang. Fauna atau binatang terlebih dahulu harus menggunakan bahan organik tanaman. Setelah itu barulah binatang menyumbangkan pula bahan organik. Berbeda sumber bahan organik tanah akan berbeda pula pengaruhnya yang disumbangkan ke dalam tanah. Hal ini berkaitan erat dengan komposisi atau susunan dari bahan organik tersebut. Komposisi atau susunan jaringan tumbuhan akan jauh berbeda dengan jaringan binatang. Pada umumnya jaringan binatang lebih cepat hancur daripada jaringan tumbuhan. Menurut Hakim, et. al. (1986) Jaringan tumbuhan sebagian besar tersusun atas air yang beragam dari 60 – 90 % dan rata-rata sekitar 75 %. Bagian padatan sekitar 25 % dari hidrat arang (60 %), protein (10 %), lignin (10 – 30 %), dan lemak (1- 8 %). Ditinjau dari susunan unsur, karbon merupakan bagian terbesar (44 %), disusul oleh oksigen (40 %), hidrogen dan abu masing-masing sekitar (8 %). Susunan abu itu sendiri terdiri dar seluruh unsur hara yang diserap dan diperlukan tanaman, kecuali C, H, dan O. Peranan Bahan Organik Menurut Hakim, et. al. (1986). Peranan bahan organik ada yang bersifat langsung terhadap tanaman, tetapi sebagian besar mempengaruhi tanaman melalui perubahan sifat dan ciri tanah. Pengaruh bahan organik pada sifat fisik tanah: a. Kemampuan menahan air meningkat (water holding capacity) b. Warna tanah menjadi coklat dan hitam (lebih gelap) c. Merangsang granulasi agregat dan memantapkannya d. Menurunkan plastisitas dan menurunkan bulk density (BD) tanah. Pengaruh bahan organik pada sifat kimia tanah: a. Meningkatkan daya jerap dan kapasitas tukar kation b. Jumlah kation yang mudah dipertukarkan meningkat Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 86 c. Unsur N, P, dan S diikat dalam bentuk organik atau dalam tubuh mikroorganisme sehingga terhindar dari pencucian dan kemudian tersedia kembali. d. Pelarutan sejumlah unsur hara dari mineral oleh asam humus. Pengaruh bahan organik pada sifat biologi tanah: a. Jumlah dan aktivitas metabolik organisme meningkat b. Kegiatan jasad mikro dalam membantu dekomposisi bahan organik juga meningkat. Tabel 1. Sifat-sifat humus dan pengaruhnya pada tanah. Sifat Warna Retensi air Kombinasi dengan mineral-mineral liat Kelarutan dalam air Keterangan Pengaruh pada tanah Menyebabkan warna tanah lebih gelap Berpengaruh pada pemanasanan Bahan organik dapat memegang air sampai 20 kali beratnya Mengurangi sifat mengerut dan mengembang, memperbaiki retensi pada tanah-tanah berpasir Mengingat molekul-molekul dalam agregat-agregat Ketidak larutan bahan organik sebagian disebabkan assosiasinya dengan liat; garam-garam dan kation bivalen atau trivalen dengan bahan organik yang terisolir larut sebagaian dalam air Memungkinkan pertukaran udara Sedikit bahan organik hilang karena tercuci Hubungan pH Bahan organik menyangga pH pada kisaran-kisaran agak masam, netral dan alkalis Mineralisasi Pelapukan bahan organik menghasilkan CO2, NH4+, NO3-,PO43- dan SO42- Membantu terpeliharanya reaksi tanah yang seragam Mempengaruhi aktifitas biologi, persistensi dan degradasi biorik pestisida Sumber hara untuk pertumbuhan tanaman Kombinasi dengan molekul-molekul organik Mempengaruhi dosis pestisida untuk pengendalian yang efiktif. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 87 Faktor yang Mempengaruhi Bahan Organik Di antara sekian banyak faktor yang mempengaruhi kadar bahan organik dan nitrogen tanah, faktor yang penting adalah kedalaman tanah, iklim, tekstur tanah, dan drainase. Kedalaman lapisan menentukan kadar bahan organik dan N, kadar bahan organik terbanyak ditemukan di lapisan atas setebal 20 cm (15 – 20 %), makin ke bawah makin berkurang, hal ini disebabkan akumulasi bahan organik memang terkonsentrasi di lapisan atas. Faktor iklim yang berpengaruh adalah suhu dan curah hujan. Makin ke daerah dingin kadar bahan organik dan N makin tinggi. Pada kondisi yang sama kadar bahan organik dan N bertambah dua hingga tiga kali setiap suhu tahunan ratarata turun 10oC. Bila kelembaban efektif meningkat kadar bahan organik dan N juga bertambah. Hal ini menunjukkan suatu hambatan kegiatan organisme tanah. Drainase buruk, dimana air berlebih, oksidasi terhambat karena aerasi buruk menyebabkan kadar bahan organik dan N tinggi daripada tanah berdrainase baik. Pelapukan intensif menyebabkan rendahnya kadar organik pada tanah-tanah tropis. Selain itu, bahan organik berperan sebagai: sumber makanan dan energi untuk mikroorganisme; nutrisi tanaman melalui pelapukannya dan peranan pertukaran ion dari humus; penyedia bahan yang diperlukan untuk pembentukan dan stabilisasi agregat-agregat tanah; pemegang air dan melalukan air; pengendali aliran permukaan dan erosi tanah. Bahan-bahan tanaman mengandung berbagai macam gula, lemak dan protein yang menyediakan banyak energi untuk mikroorganisme. Dalam perombakan bahan organik ini dilepaskan unsur-unsur yang diperlukan sebagai hara tanaman dan juga untuk mikroorganisme. Proses perombakan bahan organik menjadi bentuk ikatanikatan yang sederhana disebut sebagai mineralisasi. Hasil perombakan tersebut adalah air CO2, Nitrogen bebas, ammonia, gas methan beberapa garam mineral sederhana. Perombakan bahan organik dapat berlangsung dalam waktu cepat, tetapi Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 88 sebagian berlangsung dalam waktu lama. Bahan-bahan lignin melapuk lebih lama dibandingkan dengan bahan-bahan yang mengandung protein. Hasil pelapukan bahan organik membantu agregasi tanah sehingga diperoleh struktur yang mempunyai baik pori makro maupun mikro, dan konsekuensinya memperbaiki infiltrasi air dan aerasi tanah. Infiltrasi dan perkolasi air yang lebih baik akan mengurangi aliran permukaan dan erosi. Bahan organik bersama liat membentuk agregat-agregat yang lebih mantap terhadap pengaruh menghancurkan oleh air. Tanah dengan agregat-agregat yang lebih tahan terhadap penghancuran oleh air, dengan demikian lebih tanah terhadap erosi. Bahan organik memperbesar kemampuan tanah memegang air dan kapasitas tukar kation tanah. Perbaikan kedua parameter ini berarti mengurangi kemungkinan tercucinya hara dari tanah. Bahan organik tanah memegang hara tanah cukup kuat sehingga mengurangi kemungkinan terjadinya pencucian, tetapi juga cukup mudah melepas kembali ion-ion yang dijerap sehingga tersedia untuk tanaman. Bahan organik tanah mengurangi kemungkinan terjadinya kondisi yang lebih ekstrim dalam tanah, misalnya meningkatnya konsentrasi ion-ion karena pemberian pupuk. Konsentrasi ion-ion yang terlalu tinggi dalam larutan tanah dapat menyebabkan ketidakseimbangan dalam penyerapan hara atau tanaman keracunan. Banyak kompleks humus-liat terjadi di dalam perut cacing dan fauna tanah lainnya/ kontak liat dan bahan organik sangat dekat dan kegiatan mikroorganisme melapuk bahan organik menjadi intensif. Dengan penuaan, pelapukan bahan organik menghasilkan humus dan dengan demikian menghasilkan agregat-agregat yang mantap air. Tanah dari tahi cacing menunjukkan kapasitas tukar kation yang tinggi dari tanah asalnya. Dengan jalan ini adanya cacing meningkatkan kesuburan tanah lapisan paling atas. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 89 Pengaruh Bahan Organik Terhadap Keadaan Tanah Perkembangan perakaran tanaman paling banyak terletak di lapisan olah atau lapisan atas tanah sampai kedalaman 15-30 cm yang mengandung paling banyak bahan organik. Bahan organik sangat besar peranannya dalam menyediakan media pertumbuhan dan perkembangan perakaran (Suharajo, et. al. 1986). Bahan organik, terutama yang telah menjadi humus, dengan rasio C/N dimana N 20 dan C 57 %, dapat menyerap air 2-4 x lipat dari bobotnya. Karena kandungan air tersebut maka humus dapat menjadi penyangga bagi ketersediaan air. Tanah-tanah yang banyak mengandung bahan organik memerlukan air lebih banyak untuk disimpan sebagai persediaan, dengan demikian kelembaban tanah akan terjaga lebih baik. Bahan organik berbentuk humus dapat menahan hara tanaman menjadi bentuk tidak larut dan tidak mudah tercuci air hujan. Makin tinggi kadar bahan organik, makin banyak hara tanaman dapat ditahan, sehingga bahan organik dapat berfungsi sebagai gudang atau media penyimpanan hara tanaman dan pemupukan (anorganik) yang dilakukan dapat lebih efisien. Bahan organik berfungsi sebagai gudang penyimpanan hara, juga mudah melepaskan hara tersebut untuk dipakai oleh tanaman. Fosfat yang semula terfiksasi Ca, Fe, dan Al yang tidak dapat diserap tanaman akan menjadi tersedia bila unsurunsur Ca, Fe, dan Al tersebut diikat bahan organik menjadi organo-complex (kompleks organik). Bahan organik dapat menyerap panas tinggi, sebaliknya dapat juga menjadi isolator panas karena mempunyai daya hantar panas rendah. Karena itu, walaupun permukaan tanah mendapat panas yang tinggi dari sinar matahari, tetapi tanah bagian bawah tidak terlalu terpengaruh. Bahan organik adalah sumber energi atau menjadi bahan makanan bagi banyak jasad mikro yang hidup dalam tanah. Bahan organik segar atau bahan yang belum menjadi humus akan dirombak, dan kehidupan jasad mikro dalam tanah Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 90 menjadi stabil setelah humus terbentuk. Makin banyak bahan organik makin banyak pula populasi jasad mikro dalam tanah. Sifat humus dari bahan organik adalah gembur, bobot isi rendah dan dengan kelembaban tanah tinggi serta temperatur tanah yang stabil meningkatkan kegiatan jasad mikro tanah, sehingga percampurannya dengan bagian mineral memberikan struktur tanah yang gembur dan remah serta mudah diolah. Struktur tanah yang demikian merupakan keadaan fisik tanah yang baik untuk media pertumbuhan tanaman. Tanah yang berstruktur liat, pasir atau tanah yang berstruktur gumpal, bila dicampur dengan bahan organik akan memberikan sifat fisik yang lebih baik. Butir-butir air hujan yang jatuh ke permukaan tanah mineral mempunyai kekuatan yang mampu memecah massa dan melemparkan butir-butir tanah yang telah lepas sebagai erosi percikan (splash erosion). Setelah lapisan tanah atas jenuh air, ruang-ruang pori tanah cepat tertutup oleh partikel-partikel halus, sehingga air mengalir di permukaan dan membawa partikel-partikel lepas sebagai erosi lapisan permukaan (sheet erosion). Dengan adanya bahan organik di lapisan tanah atas, sheet erosion dapat dihambat karena bahan organik bertindak sebagai perisai. Penutupan pori tanah dapat dikurangi karena bahan organik membuat lebih banyak rongga udara dan struktur tanah lebih mantap sehingga partikel tanah tidak mudah lepas. Aliran permukaan berkurang karena lebih banyak air dapat meresap kedalam tanah sehingga sheet erosion dapat dihindari. Dengan demikian bahan organik dapat mengurangi terjadinya erosi. Siklus Bahan Organik Dalam Tanah Jaringan tanaman dirubah menjadi jaringan jasad mikro dan humus melalui proses perombakan yang kemudian membentuk karbon (C). Menurut Yulius, et. al., (1985), melalui mineralisasi humus, CO2 dilepaskan kembali ke udara dan diserap oleh tumbuhan hidup, dan melalui fotosintesa sekali lagi C dirubah ke dalam jaringan tumbuhan. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 91 Senyawa-Senyawa Penting Bahan Organik Tanah Bahan organik yang telah terdekomposisi dengan baik menghasilkan 6 gugus fungsional yang memegang peranan penting dalam memperbaiki sifat fisik dan kimia tanah: 1. Amin = amonia tersubstitusi H dalam amonia di ganti oleh gugus alkil (CnH2n+1) atau Aril (aromatik Hn-1). 2. Gugus Karbonil (C = O) HCHO ( Formaldehida) CH3CHO (Asetaldehida) O CH3C – CH3 (Dimetil Keton = Aseton) O CH3C – CH2CH3 (Metil Etil Keton) O 3. Gugus Hidroksil ( -OH) CH3CH2OH Alkohol Primer CH3 CHOH Alkohol Sekunder CH3 4. Enol OH terikat pada karbon berikatan rangkap -C::C:O: H Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 92 Cn 5. Gugus Karboksil ( - C – OH) Gugus karboksil adalah gabungan dari gugus karbonil dan hidroksil O O RC – O : H + : O : H RC – O : - + H : O : H+ H H 6. Asam Amino O R – CH – C – OH NH2 Siklus Bahan Organik Dalam Tanah Jaringan tanaman dirubah menjadi jaringan jasad mikro dan humus melalui proses perombakan yang kemudian membentuk karbon (C). Menurut Yulius,dkk., (1985), melalui mineralisasi humus, CO2 dilepaskan kembali ke udara dan diserap oleh tumbuhan hidup, dan melalui fotosintesa sekali lagi C dirubah ke dalam jaringan tumbuhan. Nisbah Karbon-Nitrogen dan Perombakan Bahan Organik Adanya nisbah C/N (Nisbah dan jumlah C terhadap jumlah N) dan laju perombakan jaringan tanaman terhadap hubungan yang konsisten. Variasi nisbah C/N terutama di sebabkan oleh variasi kandungan N-protein diantara berbagai tanaman atau perbedaan tingkat kematangan pada suatu tanaman. Konsentrasi N dalam tanah berkisar dari terkecil 0,25% pada jaringan tua tanaman sampai lebih dari 3 % pada jaringan sukksulen muda. Jika kita mengganggap kandungan kadar N tersebut di atas memberikan nisbah C/N yang berkisar dari 17/1 (rendah) sampai 200/1 (tinggi). Kebanyakan nisbah C/N jaringan tanaman terletak dalam kisaran ini. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 93 Jaringan tanaman yang mempunyai nisbah C/N rendah cenderung dirombak lebih cepat dibandingkan dengan bahan tanaman yang mempunyai nisbah C/N tinggi. Hal ini disebabkan oleh dua hal: 1. Bahan tanaman yang mempunyai nisbah C/N rendah mengandung tinggi N dan 2. Bahan tanah tersebut mengandung lebih besar proporsi C dalam bentuk senyawa-senyawa sellulosa dan lignin yang lebih tahan terhadap pelapukan. Pada bahan dengan nisbah C/N tinggi keadaan adalah sebaliknya. Akibatnya jasad yang mengerang bahan dan nisbah C/N rendah sekurang-kurangnya pada awal proses perombakan tidak diatasi baik oleh kekurangan N atau C tersedia. Jasad menggunakan C dengan cepat, laju penggunaan C menentukan laju perombakan, sebaliknya jasad hidup yang mengerang pada bahan tanaman dengan C/N tinggi di batasi oleh kandungan N dan C yang tersedia. Kekurangan N dapat diatasi dengan menambahkan garam-garam N dalam proses pelapukan. Namun hal ini tidak akan ketersediaan C, karena C tetap berada dalam bentuk yang tahan perombakan, dengan demikian dapat dikatakan bahwa sedikit sekali yang dapat dilakukan untuk mempercepat laju perombakan dari bahan tanah yang mempunyai nisbah C/N tinggi (Yulius, et. al., 1985). Pengelolaan Bahan Organik Bahan organik ada yang cepat melapuk dan ada yang lambat. Kecepatan melapuk sangat berhubungan dengan komposisi kimia bahan organik tersebut. Bahan organik yang mempunyai rasio C/N yang tinggi (jadi kadar Nitrogennya relatif rendah dibandingkan dengan karbon), atau yang mengandung banyak polifenol lambat melapuk, jadi lambat melepas hara ke tanah dan tanaman. digolongkan sebagai berkualitas rendah. Bahan organik ini Penggunaan bahan organik yang mempunyai C/N tinggi dapat menyebabkan immobilisasi hara oleh mikroorganisme sehingga tanaman menjadi kekurangan hara, khususnya Nitrogen. Namun demikian, hara yang diimmobilisasi ini dilepaskan kembali ke tanah kemudian bila mikroorganisme yang bersangkutan mati dan jaringannya mengalami penguraian. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 94 Bahan organik kualitas tinggi melapuk dengan cepat. Bahan organik ini cocok digunakan sebagai sumber hara untuk dapat digunakan tanaman yang pertumbuhannya lebih cepat. Sinkronisasi waktu pemberian dan cara pemberian bahan organik diperlukan agar hara-hara yang dilepas dari bahan organik dapat diserap sebanyak-banyaknya oleh akar tanaman. Pencampuran bahan organik dengan tanah mempercepat pelapukan bahan organik, jadi pelepasan hara dari bahan organik ke tanah. Bahan Organik dan Pengolahan Tanah Pengolah tanah menyatakan bahwa tanah yang mudah dikerjakan adalah tanah yang mudah diolah. Tanah yang mengandung bahan organik yang baik adalah tanah yang mudah diolah. Para ahli tanah berpendapat bahwa tanah mudah diolah sebagai variabel yang berarti mudah diremuk atau dilumat. Partikel tanah terikat bersama dalam bentuk kepingan-kepingan kecil dalam bentuk tumpukan atau granular. Kondisi tanah sebelum diolah dapat ditentukan melalui peremukan tanah yang menunjukkan jenuh tidaknya tanah, sehingga dapat atau belum diolah. Pengelolaan tanah yang bijaksana berusaha memperkaya bahan organik tanah. Dengan menambah bahan organik, tanah mempunyai daya memegang air, daya memegang hara yang lebih baik, disamping mempunyai struktur yang lebih kondusif untuk perkembangan akr, dan menambah ketahanan tanah terhadap erosi. Hara-hara tanaman dilepas secara berangsur-angsur dari bahan organik sehingga dapat dimanfaatkan lebih baik oleh tanaman. Menambah bahan organik tanah berarti menambah unsur-unsur hara dalam bentuk organik di dalam tanah, jadi mengurangi kemungkinan tercucinya hara-hara tersebut dibandingkan hara-hara yang diberikan dalam bentuk pupuk-pupuk anorganik. Meletakkan bahan orgganik di atas tanah memperlambat pelapukan bahan organik tersebut, jadi memperlambat pelepasan hara ke tanah dan tanaman. Jadi, kalau bahan organik digunakan sebagai mulsa, maka penambahan pupuk lebih diperlukan untuk mencukupi kebutuhan hara tanaman. Bahan organik kualitas Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 95 rendah cocok digunakan sebagai bahan mulsa diatas permukaan tanah karena lama bertahan sebagai penutup tanah. Mulsa berguna untuk memelihara kelembaban tanah, melindungi penghancuran tanah oleh hujan yang jatuh dan membatasi erosi tanah. Penjelasan tentang bahan organik, humus dan yang berkaitan dengan proses pembentukannya dapat memberikan pengertian yang luas berkaitan dengan fungsi tanah sebagai media. Kita dapat membuat matrix dalam berbagai hal sesuai dengan sifat-sifat tanah dan produksi pertanian. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 96 A. Indikator Penilaian Penilaian dalam penugasan pada modul 7 ini didasarkan pada hasil kerja perorangan. Penilaian pada bagian ini mencakup 10 % dari nilai akhir. B. Contoh Latihan dan Tugas Buatlah makalah perorangan tentang peranan bahan organik terhadap perbaikan sifat fisik dan kimia tanah. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 97 BAB III. PENUTUP Bahan organik berperan dalam perbaikan sifat fisik, biologi dan kimia tanah. Sumber bahan organik dapat berupa sisa jaringan tanaman yang melapuk, kotoran binatang yang ada dalam tanah dan pelapukan organism yang telah mati.bahan organic yang utama adalah humus. Humus yang memperbaiki sifat tanah lainnya termasuk sifat fisik, kimia tanah. Sumber bahan organik terbesar adalah tumbuhan. Tumbuhan tidak saja sebagai sumber bahan organik tanah, tetapi sebagai sumber bahan organik dari seluruh makhluk hidup. Bahan organik berperan dalam menjaga kelembaban tanah, menyangga hara tanaman, menstabilkan temperatur tanah, memperbaiki aktivitas mikroorganisme, memperbaiki struktur tanah, dan mengurangi terjadinya erosi. Kadar bahan organik dan nitrogen di dalam tanah dipengaruhi oleh kedalaman tanah, iklim, tekstur tanah, dan drainase. Akhirnya kita menyadari bahwa bahan organik ternyata mempunyai keunggulan dalam memperbaiki potensi tanah dan hasil tanaman. Sumber pustaka: 1. Foth, H.D. 1990. Fundamentals of Soil Science. 8Ed. John Wiley & Sons. New York. 2. Hakim, Nurhajati dkk. 1986. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. UNILA: Lampung 3. Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah. Akademika Pressindo. Jakarta. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 98 MODUL 8 SIFAT BIOLOGI DASAR BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang S ecara fisik, tanah tersusun bahan mineral dan bahan organik dalam berbagai ukuran. Partikel mengisi matriks tanah sekitar 50% ruang pori, dan sisanya diisi air dan udara. Hal ini membentuk sistem 3 fase yaitu padatan, cair dan gas. Hampir di semua penggunaan tanah sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat fisik tanah. B. Ruang Lingkup Isi Modul ini mencakup bahasan tentang sistem 3 fase, sifat fisik tanah diantaranya: tekstur, bulk density, porositas, struktur dan agregat serta warna tanah. C. Sasaran Pembelajaran Modul Modul ini diharapkan dapat membantu mahasiswa dalam memahami sifat-sifat fisik dasar dari tanah. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 99 BAB II. PEMBAHASAN Belum semua petani memahami pentingnya dan gunanya aspek biologi tanah dan mereka juga kurang menyadari keberadaan tanaman maupun binatang-binatang tersebut dalam tanah. Salah satu sebab adalah sebagian besar binatang-binatang tersebut merupakan mikroba yang hanya dapat dilihat melalui mikroskop. Perombakan bahan organik menjadi humus dilakukan oleh mikroorganisme. Mikroorganisme tersebut menyerap nitrogen bebas dari tanah dan udara, yang kemudian menghubungkannya dengan elemen lain dalam bentuk yang tersedia bagi tanaman tinggi. Manusia (petani) tidak dapat melakukan hal ini kecuali bakteri yang merubah bentuk nitrogen bebas dalam bentuk yang dapat larut dalam air. Didalam tanah hidup berbagai jenis mikroorganisme yang dapat dibedakan menjadi flora dan fauna baik makro maupun mikro. Organisme tersebut ada yang bermanfaat dan ada pula yang mengganggu pertumbuhan tanaman. Berikut penjelasan masing-masing bagian tersebut : Makrofauna (Gambar 1) , dapat dibedakan menjadi : 1. Hewan-hewan besar pelubang tanah 2. Cacing tanah 3. Arthropoda 4. Moluska (gastropoda) Cacing tanah Cacing tanah makan bahan organik mati sisa hewan atau tanaman, tidak makan vegetasi hidup. Bahan organik dan tanah halus yang dimakan cacing kemudian dikeluarkan sebagai kotoran (ekskresi) atau casting yang berupa agregat-agregat berbentuk granular dan tahan terhadap pukulan air hujan serta banyak mengandung unsur hara yang tersedia bagi tanaman. Spesies cacing utama adalah : Helodrilus caliginosus (cacing kebun), Helodrilus foetidus (cacing merah) dan Lumbricus terrestris (cacing malam). Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 100 Arthropoda dan Mollusca 1. Crustacea 2. Chilopoda 3. Arachnida 4. Inscect Jenis arthropoda memakan sisa tumbuhan yang membusuk dan membantu memperbaiki tata udara tanah dengan membuat lubang kecil pada tanah. Namun ada beberapa diantaranya yang bersifat mengganggu tanaman karena makan tumbuhan yang hidup. Jenis moluska yang hidup di atas tanah yang penting adalah bekicot. Gambar 1 Organisme tanah Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 101 Mikrofauna; Protozoa dan Nematoda Protozoa (Gambar 2) merupakan hewan bersel satu yang makan bakteri sehingga dapat menghambat daur ulang unsur-unsur hara ataupun menghambat berbagai proses dalam tanah yang melibatkan bakteri. Ada tiga jenis protozoa yaitu Amoeba, Flagellata dan Chiliata. Nematoda adalah cacing yang sangat kecil seperti benang, tidak berbuku-buku. Nematoda dibagi 3 yaitu : (1) Pradaceous, (2) Parasitik, (3) Omnivorous. Nematoda parasit dapat menyerang semua jenis tanaman. Gambar 2 Protozoa dan algae Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 102 Makroflora Akar-akar tanaman mempengaruhi keseimbangan hara tanah akibat penyerapan unsur-unsur hara oleh akar-akar tersebut. Disamping itu akar juga mempunyai pengaruh langsung terhadap ketersediaan unsur hara karena dapat membentuk asamasam organik di permukaannya yang dapat meningkatkan kelarutan unsur hara. Ketersediaan unsur hara sangat dipengaruhi oleh bahan-bahan yang dikeluarkan oleh akar dan aktivitas mikroorganisme di rhizosphere. Mikroflora Mikroflora dalam tanah antara lain : bakteri, fungi, actinomycetes, dan algae. Bakteri, fungi dan aktinomisetes membantu pembentukan struktur tanah yang mantap karena kemampuannya dalam mengeluarkan zat perekat yang tidak mudah larut dalam air. Bakteri Bakteri dapat dibagi menjadi 2 yaitu : 1. Autotrof, menghasilkan makanannya sendiri dari bahan anorganik misalnya melalui fotosintesis 2. Heterotrof, mendapatkan makanannya dari bahan organik yang telah ada Bakteri-bakteri tersebut kemudian dibagi menjadi : 1. Bakteri fotoautotrof, menggunakan energi dari sinar matahari dan karbon dari CO2 udara untuk mendapatkan makanannya 2. Bakteri fotoheterotrof, menggunakan energi dan sinar matahari dan karbon dari bahan organik untuk mendapatkan makanannya 3. Bakteri Chemoautotrof, menggunakan energi dari hasil oksidasi bahan anorganik seperti N, S, Fe dan karbon dari udara untuk makanannya. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 103 4. Bakteri Chemoheterotrof, menggunakan energi dan karbon dari bahan organik untuk makanannya. Fungi 1. Parasitik 2. Saprofitik 3. Simbiotik Mycorhiza, yang berarti jamur akar adalah assosiasi simbiosis mycelia fungi dengan akar tanaman tertentu (Gambar 3). Mikoriza membantu tanaman induk menyerap unsur hara tertentu. Mikorisa ada dua macam yaitu mikorisa ektotropik dan mikorisa endotropik. Aktinomisetes Secara taksonomi dan morfologi dapat digolongkan menjadi fungi atau bakteri. Dicirikan oleh miselia yang bercabang-cabang seperti fungi. Aktinomisetes dapat memproduksi antibiotik seperti streptomycin, aeromycin, tetramycin, dan neomycin. Fungsi utama actinomycetes adalah dalam dekomposisi bahan organik terutama selulosa dan jenis bahan organik lain yang resisten. Algae Algae (Gambar 2) mempunyai klorofil dan terdiri dari green algae, blue green algae, yellow green algae dan diatomae. Berkembang biak pada tanah subur dan lembab. Blue green algae dapat mengikat N udara. Pada tanah sawah yang tergenang, algae membantu mempertahankan jumlah N dalam tanah dengan menggunakan N dari udara. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 104 Gambar 3 Beberapa bentuk fungi Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 105 A. Indikator Penilaian Penilaian dalam penugasan pada modul 8 ini didasarkan pada hasil kerja kelompok. Penilaian pada bagian ini mencakup 5 % dari nilai akhir. B. Contoh Latihan dan Tugas Jelaskan sifat-sifat biologi tanah dasar. Buatlah dalam bentuk makalah dan dipresentasikan secara berkelompok. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 106 BAB III. PENUTUP Kehidupan mikroorganisme di dalam tanah sangat penting untuk dipahami mahasiswa dalam memahami sifat biologi tanah dasar. dalam tanah dalam bentuk mikroflora dan makrofauna. Mikroorganisme hidup Aktivitas kehidupan mikroorganisme dalam tanah akan mempengaruhi sifat tanah lainnya yaitu sifat fisik dan sifat kimia tanah. Sumber pustaka: 1. Foth, H.D. 1990. Fundamentals of Soil Science. 8Ed. John Wiley & Sons. New York. 2. Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah. Akademika Pressindo. Jakarta. 3. Singer, M.J. and D.N. Munns. 1991. Soils An Introduction. 2nd. Macmilan Publishing Company. New York. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 107 MODUL 9 KESUBURAN TANAH DAN PEMUPUKAN BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang K esuburan tanah adalah kemampuan tanah dalam meyediakan hara untuk pertumbuhan tanaman. Beberapa faktor yang berpengaruh terhadap kemampuan tanah menyediakan hara untuk tanaman adalah mineralogi tanah, kapasitas tukar kation tanah, bahan organik tanah, populasi mikroorganisme tanah. B. Ruang Lingkup Isi Modul ini mencakup bahasan tentang konsep tanah subur, parameter indikatif kesuburan tanah. C. Sasaran Pembelajaran Modul Modul ini diharapkan dapat membantu mahasiswa dalam memahami tentang kesuburan tanah. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 108 BAB II. PEMBAHASAN Kesuburan alamiah sutau tanah bergantung pada banyak sedikitnya hara yang dapat diberikan oleh bahan induk. Penyedian ini tidak dapat bertahan lama dalam sistem kesuburan tanah diakibatkan banyaknya kebocoran yang terjadi. Oleh karena itu sistem kesuburan tanah harus dijaga dan tingkatkan. Usaha-usaha yang dapat dilakukan dalam menjaga sistem kesuburan tanah, yaitu: 1. Mengurangi air perkolasi 2. Mengurangi laju erosi 3. Mengurangi penguapan unsur hara essensial 4. Mengurangi perubahan unsur hara tersedia menjadi unsur hara tak tersedia 5. Mengurangi kebocoran hara pada saat panen 6. Melakukan usaha pemupukan Pupuk adalah suatu bahan yang digunakan untuk memperbaiki kesuburan tanah, sedangkan pemupukan adalah penambahan bahan tersebut ke tanah agar tanah menjadi lebih subur. Oleh karena itu, pemupukan pada umumnya diartikan sebagai penambahan zat hara tanaman ke dalam tanah. Dalam arti luas pemupukan sebenarnya juga termasuk penambahan bahan-bahan yang dapat memperbaiki sifatsifat tanah misalnya pemberian pasir pada tanah liat, penambahan tanah mineral pada tanah organik, pengapuran dan sebagainya yang disebut ameliorasi. Sebelum membicarakan berbagai bahan pupuk, sangat perlu memperhatikan pemakaian unsur-unsur pupuk (nitrogen, fosfor dan kalium) secara tepat karena berkaitan dengan ekonomi dan keefektifan pemupukan. Sebaiknya unsur yang diberikan merupakan tambahan bagi unsur yang sudah ada dalam tanah, sehingga jumlah keseluruhan N, P dan K yang tersedia bagi tanaman berada dalam perbandingan yang tepat. Pada waktu bersamaan ketersediaan unsur esensial lainpun harus baik. Secara singkat, keseimbangan kesuburan secara menyeluruh Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 109 harus sedemikian rupa sehingga dapat menunjang pertumbuhan tanaman yang lebat dan normal. Klasifikasi Pupuk Klasifikasi pupuk telah banyak dilakukan oleh para ahli untuk membedakan, jenis, bahan asal dan cara/sifat kerjanya, yaitu: Klasifikasi pupuk berdasarkan sifat kerja: 1. Pupuk langsung: pupuk-pupuk yang mengandung unsur hara tanaman dan pengaruhnya langsung kepada tanaman, seperti pupuk N,P,K dan lainlainnya, juga termasuk pupuk cair. 2. Pupuk tidak langsung; pengaruh utama adalah terhadap tanah, tetapi juga mengandung unsur hara, seperti pengapuran dan penambahan bahan organik. Klasifikasi pupuk berdasarkan kecepatan kerja 1. Pupuk yang kerja cepat ( fast acting/fast release): pengaruhnya cepat terlihat, contohnya pupuk yang bersifat higroskopis 2. Pupuk yang kerja lambat (slow acting/slow release): pupuk-pupuk yang efektif hanya setelah terjadi perubahan dalam tanah. Klasifikasi berdasarkan tipe senyawa kimia 1. Pupuk organik 2. Pupuk anorganik atau pupuk mineral: mengandung satu atau lebih senyawa anorganik. Klasifikasi berdasarkan menurut jumlah unsur hara 1. Pupuk tunggal: pupuk yang hanya mengandung satu macam unsur hara essensial. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 110 2. Pupuk majemuk: pupuk yang mengandung beberapa unsur hara, contoh pupuk NPK. Klasifikasi menurut jumlah yang dibutuhkan 1. Pupuk hara makro (major nutrient fertilizers): pupuk yang mengandung unsur hara makro, yaitu: N,P,K, Ca, Mg, S dan diberikan dalam jumlah yang lebih besar dibandingkan pupuk mikro. 2. Pupuk hara mikro: pupuk yang mengandung unsur mikro serta dibutuhkan dalam jumlah kecil. Klasifikasi menurut keadaan fisik 1. Pupuk padat, contohnya: urea, TSP, KCl dan lain-lain. 2. Pupuk cair 3. Pupuk gas; amoniak dan gas belerang Dasar-Dasar Pemupukan Dalam melakukan pemupukan ada beberapa hal yang penting diperhatikan yaitu ; 1. Tanaman-tanaman yang akan dipupuk Penggunaan unsur hara oleh tanaman Sifat-sifat akar 2. Jenis tanah yang akan dipupuk 3. Jenis pupuk yang akan digunakan 4. Dosis (jumlah)pupuk yang diberikan 5. Waktu pemupukan 6. Cara pemupukan Broadcast (disebar) Sideband Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 111 In the row Top dressed atau side dressed Pop up Foliar application Cara penyimpanan pupuk Hal penting diperhatikan dalam menyimpan pupuk : 1. Suhu gudang janan terlalu tinggi 2. Kelembaban 3. Tumpukan jangan terlalu tinggi, max 20 karung 4. Jangan mencampur pupuk dalam satu tempat, harus dipisahkan. Pupuk Organik Usaha lain yang dapat dilakukan untuk meningkatkan kesuburan tanah adalah dengan pemberian pupuk organik atau pupuk kandang. Kandungan unsur hara dalam pupuk kandang tidak terlalu tinggi, tetapi jenis pupuk ini mempunyai keistimewaan lain yaitu dapat memperbaiki sifat-sifat fisik tanah seperti permeabilitas tanah, porositas tanah, struktur tanah, daya menahan air dan kationkation tanah dsb. Pupuk kandang Hal penting yang diperhatikan dari pupuk kandang yaitu sifat-sifat pupuk kandang olehkarena tiap jenis hewan yang dipelihara menghasilkan pupuk kandang dengan sifat yang berbeda-beda. Kandungan unsur hara pukan juga ditentukan oleh makanan ternak/hewan yang diberikan. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 112 Pupuk hijau Pupuk hijau dapat diartikan sebagai hijauan muda dan dapat sebagai penambah N dan unsur-unsur lain, atau sisa-sisa tanaman yang dikembalikan ke tanah. Pupuk hijau sebagai pengganti pupuk kandang apabila pupuk kandang sedikit, sedangkan tanah sangat memerlukan pupuk organik. Pupuk hijau umumnya berupa tanaman leguminosa dan sering ditanam sebagai tanaman sela atau sebagai tanaman rotassi untuk memanfaatkan waktu sehingga tanah tidak diberakan. Tanaman pupuk hijau harus memenuhi syarat-syarat sbb: 1. Cepat tumbuh dan banyak menghasilkan bahan hijauan 2. Sukulen, tidak banyak mengandung kayu 3. Banyak mengandung N 4. Tahan kekeringan 5. Bila sebagai tanaman sela maka dipilih jenis yang tidak merambat Kompos Selain pukan dan pupuk hijau, dalam penyedian pupuk organik dapat digunakan kompos. Kompos adalah bahan organik yang dibusukkan pada suatu tempat yang terlindung dari matahari dan hujan, diatur kelembabannya dengan menyiram air bila terlalu kering. Pupuk organik buatan Pupuk organik buatan adalah pupuk organik yang dibuat dengan teknologi tinggi sehingga dihasilkan pupuk yang bersifat organik tetapi dengan bentuk fisik dan cara kerja seperti pupuk kimia (anorganik). Pupuk ini dapat memperbaiki sifat fisik tanah dan biologi tanah dan dapat menyediakan unsur hara lebih cepat dan lebih efektif seperti pupuk kimia. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 113 Pupuk daun Pupuk daun adalah pupuk anorganik yang cara pemberiannya dilakukan dengan penyemprotan ke daun. Kelebihan pupuk daun dibandingkan dengan pupuk akar adalah penyerapan hara melalui mulut daun (stomata) berjalan cepat, sehingga perbaikan tanaman cepat terlihat. Unsur hara itu, unsur hara yang diberikan lewat daun hampir seluruhnya dapat diambil tanaman dan tidak menyebabkan kelelahan atau kerusakan tanah. Kekurangan pupuk yang diberikan lewat daun adalah bila dosis yang diberikan terlalu besar, maka daun akan rusak. Kecuali itu, pupuk daun tidak dapat diberikan pada tanaman yang dikonsumsi daunnya (misalnya sayuran) atau buah yang berkulit tipis (tomat). Harga pupuk daun lebih mahal daripada pupuk akar dan pemeberiannya memerlukan alat khusus. Pengapuran Dalam upaya meningkatkan kesuburan tanah, pemberian kapur juga termasuk dalam perbaikan kesuburan tanah. Pengapuran berguna untuk : 1. Menaikkan pH tanah 2. Menambahkan unsur Ca, Mg 3. Menambah ketersediaan unsur-unsur P dan Mo 4. Mengurangi keracunan Fe, Mn dan Al 5. Memperbaiki kehidupan mikroorganisme dan memperbaiki pembentukan bintilbintil akar Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 114 A. Indikator Penilaian Penilaian dalam penugasan pada modul 9 ini didasarkan pada hasil kerja perorangan dan kelompok. Penilaian pada bagian ini mencakup 15 % dari nilai akhir. B. Contoh Latihan dan Tugas 1. Apa yang dimaksud dengan tanah yang subur? 2. Kapan tanah perlu dipupuk? Buatlah dalam bentuk makalah dan dipresentasikan secara berkelompok. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 115 BAB III. PENUTUP Tanah yang subur berarti tanah yang sanggup mendukung pertumbuhan tanaman dengan baik. Sifat kesuburan tanah akan sangat tergantung pada sifat tanah lainnya termasuk sifat fisik, kimia dan biologi tanah. Tanah yang subur dapat diketahui melalui indicator tanaman. Pertumbuhan tanaman yang baik menjadi pertanda tanah tersebut cukup mendukung pertumbuhan tanaman dan hal ini berarti tanah tersebut subur. Sumber pustaka: 1. Foth, H.D. 1990. Fundamentals of Soil Science. 8Ed. John Wiley & Sons. New York. 2. Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah. Akademika Pressindo. Jakarta. 3. Tisdale, S. L, Nelson, W. L. and Beaton, J. D. 1990. Soil Fertility and Fertilizers. 4th ed. Macmillan Publishing Company. New York. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 116 MODUL 10 KLASIFIKASI TANAH BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang T anah dari satu tempat ke tempat lain berbeda-beda. Perbedaan tanah sangat ditentukan perbedaan karakteristik tanah sehingga dikelompokkan dalam kelas berbeda. Sistem klasifikasi di dunia cukup banyak, namun yang banyak digunakan saat ini adalah sistem klasifikasi menurut Soil Taxonomy (USDA, 1975). Sistem klasifikasi yang digunakan berdasarkan faktor pembeda dan horison diagnostic (epipedon, sub-surface dan sifat penciri lainnya). B. Ruang Lingkup Isi Modul ini mencakup bahasan tentang sistem klasifikasi tanah dan jenis-jenis tanah utama dunia. C. Sasaran Pembelajaran Modul Modul ini diharapkan dapat membantu mahasiswa dalam memahami klasifikasi tanah. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 117 BAB II. PEMBAHASAN Sifat tanah berbeda-beda, baik warna, tekstur dan sifat lainnya. Kita akan mengenal tanah yang berwarna hitam, merah atau bertekstur pasir, debu, liat dan lain-lain sehingga sangat penting bagi kita untuk mengelompokkan tanah-tanah tersebut ke dalam suatu kelompok tertentu atau perlu untuk diklasifikasikan agar dapat dibedakan satu sama lainnya. Pengkelasan ini sangat penting artinya dalam penentuan pengelolaan tanah sehingga tanah dapat tepat penggunaan dan manajemennya. Sistem klasifikasi tanah yang dikenal di Indonesia cukup beragam, namun yang sering digunakan adalah 3 sistem yaitu : 1. Pusat Penelitian Tanah Bogor 2. FAO/UNESCO 3. USDA yang dikenal sebagai SOIL TAXONOMY (1975) Sistem Pusat Penelitian Tanah Bogor Sistem ini merupakan hasil modifikasi dari sistem Dudal-Soepraptohardjo (1957) oleh Pusat Penelitian Tanah di Bogor pada tahun 1978-1982 (Tabel 1). Sistem ini hanya berlaku di Indonesia, tetapi sistem ini memiliki kesamaan dengan sistem yang berkembang di Amerika Serikat yang dipopulerkan oleh Baldwin, Kellog, dan Throp, (1938), serta Thorp dan Smith (1949) dengan beberapa modifikasi. Modifikasi yang dilakukan oleh Pusat Penelitian Tanah meliputi; penghilangan warna tanah sebagai kriteria penciri pada kategori Macam. Hal Ini dikarenakan warna tanah tidak memperlihatkan sifat lain yang nyata dari tanah. Selain itu terjadi perubahan nama tanah dari Podsolik Merah Kuning menjadi Podsolik, Hidrosol dan Tanah Sawah dihilangkan dalam sistem klasifikasi tanah. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 118 Tabel 1 Klasifikasi Tanah Dudal-Soepraptohardjo dan PPT Dudal-Soepraptohardjo (1957) Tanah aluvial (endapan, alluvial soil) Andosol Tanah Hutan Coklat (Brown Forest Soil) Grumusol Latosol Litosol Mediteran Organosol Podsol Podsolik Merah Kuning Podsolik Coklat Podsolik Coklat Kelabu Regosol Renzina Modifikasi PPT (1978-1982) Tanah aluvial Andosol Kambisol Grumusol Kambisol, Latosol,Lateritik Litosol Mediteran Organosol Podsol Podsolik Kambisol Podsolik Regosol Renzina Sistem FAO/UNESCO Sistem ini dikembangkan oleh badan Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB), utamanya oleh FAO dan UNESCO dalam rangka pembuatan peta tanah dunia bersekala 1:5.000.000. Sistem ini dibagi dalam 2 kategori, dimana kategori pertamanya setara dengan great soil grup dan kategori kedua setara dengan subgroup dalam Taksonomi Tanah USDA. Sistem USDA Sistem yang dikembangkan oleh Amerika Serikat dengan nama Soil Taxonomy (1975) menggunakan 6 kategori yaitu Ordo (Tabel 2), Sub-ordo, Great Soil Group, Subgroup, Family dan Seri. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 119 Tabel 2 ORDO TANAH menurut sistem Soil Taxonomy beserta sifat pencirinya masingmasing ORDO PENCIRI UTAMA HORISON PENCIRI SIFAT PENCIRI LAIN ENTISOL Epipedon okrik, histik - INCEPTISOL Horison kambik - ALFISOL Horison argilik Kejenuhan basa >35% ULTISOL Horison argilik Kejenuhan basa <35% OXISOL Horison oksik - SPODOSOL Horison spodik - MOLLISOL Epipedon molik KB seluruh solum >50% ARIDISOL - Regim kelembaban aridik VERTISOL - Sifat vertik HISTOSOL Epipedon histik >40cm - ANDISOL - Sifat andik GELISOL - Sifat gelik (membeku sepanjang tahun) Horison penciri Untuk keperluan klasifikasi maka dikenal 3 horison penciri yakni : 1. Epipedon/horison permukaan 2. Horison penciri bawah 3. Horison penciri lainnya/sifat penciri lainnya Epipedon 1. Epipedon mollik 2. Epipedon umbrik 3. Epipedon histik Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 120 4. Epipedon okrik 5. Epipedon plaggen 6. Epipedon anthropik Horison penciri bawah 1. Horison Agrik, terdapat akumulasi debu, liat dan humus 2. Horison Albik, horizon berwarna pucat, horizon E 3. Horison Argilik, horizon penimbunan liat 4. Horison Kalsik, tebal >15cm dan mengandung CaCO3 atau MgCO3 sekunder 5. Horison Kambik, warna lebih merah, indikasi lemah ada argilik atau spodik 6. Horison Gipsik, banyak mengandung gipsum 7. Horison Natrik, argilik yang banyak mengandung Na 8. Horison Oksik, tebal>30 cm, KTK <16cmol/kgliat dan KTK eff<12cmol/kgliat, mineral mudah lapuk <10% 9. Horison Petrokalsik, horizon klasik yang mengeras 10. Horison Petrogipsik, horizon gipsik yang mengeras 11. Horison Salik,, tebal>15 cm dan banyak mengandung garam-garam mudah larut 12. Horison Sombrik, horizon berwarna gelap, sifat seperti epipedon umbrik, iluviasi humus tanpa Al 13. Horison Spodik, horison iluviasi seskuioksida bebas dan bahan organik 14. Horison Sulfurik, horison banyak mengandung sulfat masam, pH <3,5 15. Horison Kandik, seperti argilik, tetapi KTK<16cmol/kgliat, KTKeff<12 cmol/kgliat 16. Horison Plakik, padas tipis dari besi dan Mn Sifat penciri lain 1. 2. 3. 4. Konkresi Padas Sifat andik Duripan Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 121 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Fragipan Kontak litik Kontak paralitik Plintit Kontak densik Regim kelambaban tanah Regim temperatur tanah Perbandingan ke tiga sistem klasifikasi dari PPT Bogor, FAO/UNESCO dan USDA/Soil Taksonomi tercantum dalam Tabel 3 berikut. Tabel 3 Penamaan Tanah menurut sistem FAO, PPT Bogor dan USDA PPT 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. Tanah alluvial Andosol Kambisol Grumusol Latosol Lateritik Litosol Mediteran Organosol Podsol Podsolik Regosol Rendzina Ranker Gleisol Planosol FAO/UNESCO 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. Fluvisol Andosol Cambisol Vertisol Nitosol Ferralsol Lithosol Luvisol Histosol Podsol Acrisol Regosol Rendzina Ranker Gleysol Planosol USDA/SOIL TAXONOMY 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. Entisol, Inceptisol Andisol Inceptisol Vertisol Ultisol Oxisol Entisol Alfisol, Inceptisol Histosol Spodosol Ultisol Entisol Rendoll Entisol Aquic subordo….. Alfisol (Aqualf) Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 122 Contoh nama tanah menurut Sistem Soil Taxonomy : ORDO : ALFISOL SUBORDO: USTALF GREAT GROUP: HAPLUSTALF SUBGROUP: LITHIC HAPLUSTALF FAMILI: Lithic Haplustalf, halus, kaolinitik, isohipertermik SERI: Tamalanrea Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 123 A. Indikator Penilaian Penilaian dalam penugasan pada modul 10 ini didasarkan pada hasil kerja perorangan dan kelompok. Penilaian pada bagian ini mencakup 5 % dari nilai akhir. B. Contoh Latihan dan Tugas Jelaskan jenis-jenis tanah utama di dunia disertai sifat-ifat tanah tersebut. Buatlah dalam bentuk makalah dan dipresentasikan secara berkelompok. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 124 BAB III. PENUTUP Klasifikasi tanah dimaksudkan untuk membagi jenis-jenis tanah menjadi kelas-kelas yang mempunyai karakteristik yang sama akan dikelompokkan ke dalam kelas yang sama. Pengklasifikasian tanah sangat bermanfaat dalam memahami karateristik setiap jenis tanah yang terdapat di dunia. Sumber pustaka: 1. Hardjowigeno, S. 2003. Klasifikasi Tanah dan Pedogenesis. Akademika Pressindo. Jakarta. 2. Soil Survey Staff. 1992. Kunci Taksonomi Tanah. USDA. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 125 MODUL 11 PENGELOLAAN TANAH UNTUK PRODUKSI YANG BERKELANJUTAN BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang P embangunan pertanian lahan kering semakin mendapat perhatian akhir-akhir ini, ancaman kekeringan akibat iklim yang kurang menentu, tanah yang kurang subur dan peka akan erosi, serta terbatasnya modal dan tenaga kerja adalah kendala yang seringkali di hadapi petani dan peternak. Mutu sumberdaya lahan tidak menurun akibat kerusakan struktur lahan ( yaitu, pemadatan) atau pembentukan garam, selenium, atau unsur-unsur beracun yang lain; demikian pula berkurangnya ketebalan topsoil yang mantap akibat erosi, serta berkurangnya kapasitas memegang air. Pengaturan sumberdaya air tersedia harus sesuai dengan kebutuhan tanaman, dan kelebihan air dibuang melalui drainase atau jika tidak sebaiknya banjir pada lahan dihindari. Integritas biologi dan ekologi dari sistem harus dipelihara melalui pengelolaan sumberdaya genetik tumbuhan dan hewan, hama tanaman, siklus nutrisi, dan kesehatan hewan. Pengembangan perlawanan dengan pestisida harus dihindarkan. Sistem harus secara ekonomis sehat, mengembalikan ke produsen adalah suatu keuntungan yang dapat diterima. Harapan sosial dan norma-norma budaya sebaiknya dipenuhi, seperti halnya kebutuhan makanan dan serat bagi populasi. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 126 B. Ruang Lingkup Isi Modul ini mencakup bahasan tentang sistem konsepsi berkelanjutan (ekonomi ekologi/lingkungan, sosial), implementasi di lapangan, konsep “Zero degradation”, minimun external input, agricultural policy (kesesuaian lahan). C. Sasaran Pembelajaran Modul Modul ini diharapkan dapat membantu mahasiswa dalam memahami pengelolaan tanah bagi produktivitas yang berkelanjutan Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 127 BAB II. PEMBAHASAN Persyaratan Karakteristik Fisik, Kimia, Dan Biologi Tanah Bagi Pertumbuhan & Produktivitas Tanaman Tanah dan air sebagai sumberdaya alam lahan yang terbatas luas dan kualitasnya serta tidak dapat diperbaharui, sedangkan kehidupan dan kelangsungan hidup manusia dan seluruh mahluk hidup lainnya sangat tergantung dari hasil eksploitasi tanah dan air. Karena itu tanah dan air yang terbatas ini perlu dikelola secara benar, tepat dan efisien secara berkesinambungan dan berkelanjutan agar dapat dimanfaatkan terus. Akibat kemajuan pembangunan yang sejalan dengan semakin meningkatnya jumlah penduduk, semakin meningkatnya tingkat pendapatan dan pengetahuan penduduk, membuat semakin meningkatnya pula tuntutan kebutuhan pangan, gizi, sandang dan papan baik jumlah maupun kualitasnya. Di lain pihak tanah dan air terbatas keberadaannya, yang banyak tersedia adalah tanah-tanah yang termasuk lahan marginal ataupun lahan bermasalah. Lahan marginal yang rendah produktivitasnya ataupun lahan bermasalah, bila diusahakan produktivitasnya mampu ditingkatkan, namun membutuhkan input biaya produksi tinggi, termasuk input teknologi serta butuh waktu relatif lama untuk mencapai hasil yang menguntungkan (titik impas = break even point). Inipun bila dikelola secara benar, tepat dan efisien. Tanah dan air adalah salah satu faktor produksi yang sifatnya tidak bergerak dan berfungsi sebagai modal dasar, bila diusahakan selalu berorientasi pada hasil yang menguntungkan secara berkelanjutan. Hal ini dapat dicapai bila tanah dan air dikelola secara benar, tepat dan efisien. Tanah dan air sebagai modal dasar pembangunan untuk berbagai aspek kepentingan, untuk berbagai sektor pembangunan. Untuk itu setiap bidang tanah perlu diatur peruntukan dan pemanfaatannya, yang disesuaikan dengan kemampuan tingkat kesesuaian lahan. Tanah dan air bagian dari lingkungan, untuk itu bagaimana tanah dan air Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 128 digunakan secara optimal dan tetap memperhatikan aspek lingkungan. Kerusakan fungsi lingkungan dari tanah dan air dapat disebabkan karena kesalahan teknik pengelolaan tanah dan air. Tanah dan air pada setiap lokasi bervariasi (berbeda) sifat, karakteristik, bervariasi kemampuannya/produktivitasnya, karena adanya perbedaan faktor pembentukannya, agar dapat dimanfaatkan secara optimal untuk tujuan penggunaan tertentu diperlukan teknik pengelolaan tertentu pula. Dari tahun ke tahun informasi tentang lahan kritis semakin meluas adalah indikator adanya pengelolaan tanah dan air yang keliru. (tidak benar, tidak efektif dan tidak efisien). Penggunaan lahan dengan teknik pengelolaan yang keliru akan menyebabkan produktivitas tanah semakin menurun sampai ke titik hampir tidak mampu lagi mendukung produksi (kritis) dan akhirnya menjadi tanah rusak jika terus dikelola secara tidak benar. Hal ini terjadi karena dalam pengelolaanya tanah diperlakukan diluar batas tingkat kemampuan lahan, sekalipun dengan input biaya produksi yang tinggi seperti penterasan dan pengolahan tanah secara mekanis. Kasus banjir dan kekeringan pada beberapa DAS di Indonesia dari tahun ke tahun semakin meluas dan semakin meningkat frekuensi terjadinya selama setahun. Contoh kasus ini semakin memperkuat alasan bahwa dalam peruntukan dan pemanfaatan lahan tidak dikelola secara benar. tepat dan efisien, termasuk eksploitasi hutan, perladangan dan pertanian dalam arti luas dengan input perlakuan yang terbatas untuk menjaga keawetan fungsi tanah dan air. Kasus kelaparan/kegagalan panen di beberapa negara berkembang ataupun pada negara miskin adalah indikator adanya kekeliruan pengelolaan tanah dan airyang dipersyaratkan untuk mencapai produksi secara menguntungkan dan berkelanjutan. Tanah dan air yang berfungsi sebagai media tumbuh tanaman harus dipersiapkan kondisinya untuk mendukung pertumbuhan dan perkembangan tanaman dilakukan dengan pengelolaan tanah dan air secara benar, tepat dan efisien dengan teknik tertentu sesuai sifat karakterisitk tanah dan karakteritik jenis komoditi tanaman yang akan diusahakan. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 129 Fungsi tanah dan air sebagai media tempat berlangsungnya siklus air. Siklus air dan siklus hidup mikroorganisme akan terganggu (berubah) bila tanah dan air itu diperuntukkan, dimanfaatkan, diperlakukan melalui penerapan teknik pengelolaan tanah dan air yang digunakan keliru atau tidak benar, tidak tepat dan tidak efisien dan pada akhirnya menjadi lahan yang tidak lagi produktif dan berdampak terhadap kerusakan sistem lingkungan. Pendekatan penilaian kelestarian sumberdaya tanah telah dan air banyak mengalami perkembangan dengan melibatkan berbagai fungsi tanah secara holistik; tidak hanya aspek produktivitas pertanian saja. Untuk itu kegiatan penilaian memerlukan tolok ukur yang dapat menggambarkan kecenderungan umum perubahan kondisi tanah selama dimanfaatkan. Salah satu tolok ukur penilaian tersebut adalah kualitas tanah. Kualitas tanah diukur berdasarkan pengamatan kondisi dinamis indikatorindikator kualitas tanah. Pengukuran indikator kualitas tanah menghasilkan indeks kualitas tanah. Indeks kualitas tanah merupakan indeks yang dihitung berdasarkan nilai dan bobot tiap indikator kualitas tanah. Indikator-indikator kualitas tanah dipilih dari sifat-sifat yang menunjukkan kapasitas fungsi tanah. Kualitas tanah berkaitan erat dengan tingkat kesuburan tanah, yaitu kemampuan tanah menyediakan hara untuk pertumbuhan tanaman. Beberapa parameter-parameter kualitas tanah yang perlu dianalisis adalah sebagai berikut: 1. Keasaman (pH) Tanah asam dapat mempengaruhi keadaan tanah dan pertumbuhan tanaman. Agar tanah yang bereaksi asam dapat ditanami, maka keasamannya perlu diperkecil, angka pH diperbesar dengan pemberian kapur. 2. Nitrogen Unsur Nitrogen merupakan unsur mutlak yang harus ada dalam tanah dan dibutuhkan dalam jumlah banyak. Unsur Nitrogen (N) mempunyai peranan merangsang pertumbuhan secara keseluruhan dan khususnya batang, cabang dan daun, hijau daun serta berguna dalam proses fotosintesa. Tanah dengan Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 130 kandungan Nitrogen rendah menyebabkan tanaman tumbuh kerempeng dan tersendat-sendat, daun kering dan jaringan mati. 3. Bahan Organik (BO) Tanah yang mengandung Bahan Organik tinggi artinya struktur tanahnya baik, menambah kondisi kehidupan didalam tanah karena organisme dalam tanah memanfaatkan Bahan Organik sebagai makanan. 4. Phospor (P) Posphor berguna untuk merangsang pertumbuhan akar, khususnya akar benih dan tanaman muda. Phospor juga berfungsi sebagai bahan mentah untuk pembentukkan protein tertentu, membantu asimilasi, mempercepat bunga, pemasakan biji dan buah. Tanah yang berkurang Phospornya akan jelek akibatnya bagi tanaman kalau tanaman berbuah, buahnya kecil dan cepat matang. 5. Kalium (K) Unsur Kalium berperan dalam membantu pembentukan Protein dan Karbohidrat, memperkuat tubuh tanaman agar daun, bunga dan buah tidak mudah gugur. Kalium merupakan sumber kekuatan bagi tanaman dalam menghadapi kekeringan dan penyakit. Apabila tanah dengan kandungan unsur kalium rendah menyebabkan daun tanaman keriting, mengerut, timbul bercak merah coklat, mengering lalu mati. 6. Ca (Kalsium) Kalsium berperan merangsang pembentukan bulu-bulu akar, mengeraskan batang dan merangsang pembentukan biji dan apabila tanah dengan kandungan Kalsium rendah maka daun mudah mengalami klorosis. Kuncup-kuncup muda akan mati karena perakarannya kurang sempurna, malahan sering salah bentuk. Kalaupun ada daun yang muncul, warnanya akan berubah dan jaringan dibeberapa tempat pada helai daun akan mati. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 131 7. Magnesium (Mg) Tanah dengan kandungan Mg yang rendah menyebabkan daun tua mengalami klorosis dan tampak bercak-bercak coklat. Daun yang semula hijau segar menjadi kekuningan. Daun akan mengering dan kerap kali langsung mati. Pada tanaman berbiji, sangat jelek pengaruhnya bila kekurangan Magnesium. Daya tumbuh biji tidak mantap, melemah bijinya tampak lemah. Tanah dikatakan subur dan sempurna jika mengandung lengkap unsur-unsur hara seperti Nitrogen, Fosfor, Kalium, Calsium, Magnesium, Sulfur, Klor, Ferum, Mangan, tembaga, Zeng, Boron dan Molibdenum. Unsur-unsur tersebut sangat terbatas jumlahnya dalam tanah atau terkadang tanahpun tidak mengandung unsurunsur tersebut di atas. Pengelolaan Tanah Dan Air Bagi Produktivitas Tanaman Yang Berkelanjutan Pertanian berkelanjutan atau pembangunan pertanian berkelanjutan pertama kali menjadi pembicaraan dunia pada tahun 1987, tahun 1992 diterima sebagai agenda politik oleh semua negara di dunia sebagaimana dikemukakan dalam Agenda 21, Rio de Jeneiro. Dalam pertemuan tersebut ditegaskan bahwa pembangunan ekonomi jangka panjang dapat dilakukan bila dikaitkan dengan masalah perlindungan lingkungan. Pertemuan Johanesberg, Afrika Selatan (2-4 September 2002) yang merupakan pertemuan puncak Pembangunan Berkelanjutan (”World Summit On Sustainable Development”) menegaskan bahwa pembangunan berkelanjutan membutuhkan pandangan dan penanganan jangka panjang dengan partisipasi penuh semua pihak. Secara jelas dinyatakan bahwa pembangunan yang dilaksanakan untuk memenuhi kebutuhan generasi masa kini tanpa harus mengorbankan kebutuhan dan aspirasi generasi mendatang. Di bidang pertanian diterapkan dengan pendekatan pembangunan pertanian berkelanjutan atau berwawasan lingkungan, yang dalam pelaksanaannya sudah termasuk aspek pertanian organik. Pertanian berkelanjutan memiliki kegiatan yang secara ekonomis, ekologis, dan sosial bersifat berkelanjutan. Berkelanjutan secara ekonomis berarti bahwa suatu kegiatan pembangunan harus dapat membuahkan pertumbuhan ekonomi, dan Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 132 penggunaan sumberdaya serta lnvestasi secara efisien. Berkelanjutan secara ekologis mengandung arti, bahwa kegiatan termaksud harus dapat mempertahankan integritas ekosistem, mernelihara daya dukung lingkungan, dan konservasi sumberdaya alam termasuk keanekaragaman hayati (biodiversity). Sementara itu, keberlanjutan secara sosial mensyaratkan bahwa suatu kegiatan pernbangunan hendaknya dapat menciptakan pemerataan hasil-hasil pernbangunan, mobilitas. sosial, kohesi sosial, partisipasi masyarakat, pernberdayaan masyarakat, identitas sosial, dan pengembang an kelembagaan. Kerusakan tanah terjadi akibat: 1) Hilangnya unsur hara dan bahan organic di daerah perakaran; 2) terakumulasinya garam di daerah perakaran (salinisasi), terakumulasinya unsur beracun bagi tanaman; 3) penjenuhan tanah oleh air (water logging); dan 4) erosi. Kemampuan tanah dalam mendukung pertumbuhan tanaman akan berkurang apabila kerusakan tanah oleh satu atau lebih proses tersebut terjadi (Riquir, 1977). Erosi tanah merupakan masalah kerusakan tanah yang sering terjadi dan ditemui dalam kegiatan pembukaan lahan perkebunan. Pengaruhnya bersifat langsung (on site) dan tidak langsung (off site). Pengaruh langsung adalah penurunan produktivitas lahan dan produksi tanaman, sedangkan pengaruh tak langsung dapat berupa siltasi reservoir, saluran dan sungai, penurunan pasokan air, penurunan kapasitas energi listrik, banjir, kerusakan jalan akibat longsor (landslide), dan lain-lain. Tanah yang tererosi terangkut aliran permukaan yang akan diendapkan di tempat- tempat yang alirannya melambat atau berhenti di dalam berbagai badan air seperti sungai, saluran irigasi, waduk, danau atau muara sungai. Endapan tersebut menyebabkan pendangkalan pada badan sungai dan akan mengakibatkan semakin sering terjadi banjir dan semakin dalam banjir yang terjadi. Berkurangnya infiltrasi air ke dalam tanah menyebabkan berkurangnya pengisian kembali air bawah tanah yang berakibat tidak ada air masuk ke sungai pada musim kemarau. Dengan demikian peristiwa banjir di musim hujan dan kekeringan di musim kemarau merupakan peristiwa lanjutan yang tidak terpisahkan dari peristiwa erosi. Selain itu Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 133 peristiwa tercucinya unsur hara yang menyebabkan eutrofikasi menjadi salah satu penyebab lain dari proses erosi. Kerusakan sumber air terjadi berupa hilangnya atau mengeringnya mata air berhubungan erat dengan peristiwa erosi. Menurunnya kualitas air dapat disebabkan oleh kandungan sedimen dan unsur yang terbawa masuk oleh air yang bersumber dari erosi, tercuci oleh air hujan dari lahan-laha pertanian, atau bahan dan senyawa dari limbah industry atau limbah pertanian. Peristiwa ini disebut dengan polusi air. Masuk dan mengendapnya sedimen di dalam air secara berlebihan akan menyebabkan pedangkalan dan memungkinkan terjadinya banjir akibat berkurangnya daya tampung air. Sedangkan masuknya unsur hara ke badan air menyebabkan terjadinya eutrofikasi yang merupakan meningkatnya unsur hara dalam air sehingga mempercepat pertumbuhan tanaman air dan mikroba. Eutrofikasi menyebabkan menurunnya fungsi badan air seperti ikan, alur transportasi, dan sumber air untuk konsumsi dan irigasi. Pada setiap pembangunan pertanian apapun jenisnya, terdapat beberapa tahapan kegiatan pengelolaan tanah dan air, yakni meliputi (1) Tahapan Penyiapan Lahan; (2) Tahapan Penanaman; (3) Pemeliharaan; (4) Panen; dan (5) Transportasi. 1. Tahapan Penyiapan Lahan Penyiapan lahan tidak lain adalah proses pematangan lahan, penempatan dan pembangunan fasilitas pendukung, pengolahan tanah sampai tanah siap tanam. Kegiatan pengelolaan tanah dan air pada tahap penyiapan lahan dapat meliputi : a. Land Clearing Tahap awal dari kegiatan pengelolaan tanah dan air adalah land clearing. Land clearing adalah perlakuan pembersihan permukaan tanah dari vegetasi ataupun tanaman pengganggu. Pada tahap penyiapan lahan kegiatan land clearing tidak selalu digunakan, tergantung keadaan dan jenis vegetasi yang menutupi tanah. Misalnya pada tanah-tanah yang sudah diusahakan, vegetasi penutup tanah yang ada hanya rumput, maka pembersihan rumput dapat sekaligus dilakukan dengan pengolahan tanah. Tetapi bila vegetasi penutup tanah adalah Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 134 hutan ataupun semak belukar, land clearing mutlak diperlukan, seperti tanah bukaan baru. Teknik land clearing tidak hanya sekedar membersihkan vegetasi dari penutupan tanah, tetapi bagaimana kualitas land clearing ini dapat menunjang kegiatan selanjutnya dan tidak memberi dampak negatif baik terhadap jenis tanaman yang diusahakan maupun terhadap kerusakan tanah akibat land clearing. Akibat kekeliruan/kesalahan land clearing dapat membuat tanah menjadi rusak sebelum digunakan. Untuk itu teknik land clearing yang diterapkan pada setiap kondisi lahan harus benar, tepat dan efisien. Pemilihan teknik land clearing sangat ditentukan oleh faktor : 1) Jenis dan keadaan vegetasi penutup tanah yang ada 2) Keadaan topografi/kelerengan tanah 3) Keadaan iklim/musim 4) Jenis dan alat yang digunakan 5) Target waktu penyiapan lahan 6) Besarnya kemampuan modal untuk biaya land clearing Secara umum teknik land clearing dapat dibagi 5, yakni : Land clearing secara konvensional (tebang bakar) Land clearing secara mekanik Land clearing secara biologis Land clearing secara kimia (Herbisida) Kombinasi antara beberapa teknik land clearing 1) Land clearing secara konvensional Tebang dan bakar adalah teknik land clearing pada lahan bervegetasi hutan yang biasanya diterapkan pada sistem perladangan. Vegetasi hutan yang ada ditebang dan setelah beberapa hari sesudah tebang lalu dibakar. Sistem tebang dan bakar tidak dibenarkan dalam land clearing, alasannya apa? 1) Untuk vegetasi hutan, dengan hanya penebangan pohon saja tanpa pembersihan tanggul pohon dan perakaran yang ada, belum dapat Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 135 dikatakan land clearing. Karena land clearing membersihkan vegetasi dan sisa vegetasi baik yang ada dipermukaan tanah maupun yang ada dalam tanah, termasuk sisa-sisa akar yang ada dalam tanah. Jadi land clearing dengan hanya menebang pohon belum termasuk land clearing. Lima tahun kemudian tunggul pohon dan perakaran yang ada dalam tanah akan menjadi sumber hama dan penyakit tanaman, terutama untuk jenis tanaman perkebunan seperti penyakit jamur putih dan merah dan hama rayap dan kumbang. Namun untuk pertanaman dengan sistem perladangan ancaman hama penyakit relatif tidak berpengaruh karena setelah 2 tahun diusahakan akan pindah ke lahan bukaan baru, selain itu jenis tanaman yang diusahakan adalah jenis tanaman semusim. 2) Pembakaran sisa tebangan juga tidak dibenarkan. Pembakaran sisa tebangan pada proses land clearing dapat berdampak negativ terhadap : Perubahan iklim mikro, yang memang sudah berubah karena penebangan pohon. Pembakaran sisa tanaman dapat mematikan organisme dan mikroorganisme tanah, yang berarti dapat merubah keadaan ekologi ataupun merubah ekosistem. Perubahan ekologi dan perubahan iklim mikro dapat terjadi suksesi organisme dan mikroorganisme tanah. Yakni dapat membuat terjadinya peledakan populasi jenis organisme dan mikroorganisme tertentu yang sebelumnya tidak menjadi hama, berubah menjadi hama dan penyakit yang berbahaya. Pembakaran sisa tebangan selain mengurangi suplai bahan organik ke dalam tanah, juga dapat mempercepat hilangnya unsur hara melalui penguapan karena pembakaran. Untuk mempercepat waktu penanaman maka pembakaran sisa tanaman harus dilakukan karena selain menghambat kegiatan lainnya juga dapat Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 136 mengganggu pertanaman karena terjadinya persaingan dengan kegiatan/aktivitas mikroorganisme tanah. Pada kegiatan land clearing setelah tebangan, bila dilakukan pembakaran atau tidak dilakukan pembakaran sama-sama mempunyai dampak langsung maupun tidak langsung terhadap kondisi pertumbuhan tanaman. Jika land clearing disertai pembakaran karena ingin mempercepat pelaksanaan penanaman, sebaiknya sisa tanaman ditumpuk pada beberapa tempat tertentu lalu dibakar, jadi tidak dibakar pada seluruh permukaan tanah. Jika land clearing tanpa disertai pembakaran maka sisa tebangan yang ditumpuk pada tempat tertentu lalu disemprot dengan herbisida tertentu atau pestisida tertentu agar tidak menjadi inang hama penyakit tertentu yang sewaktu-waktu dapat meledak populasinya. 2) Land Clearing secara mekanik dengan alat berat Land clearing secara mekanik dengan menggunakan alat berat seperti traktor dan buldoser adalah teknik land clearing yang paling sempurna dan dapat diselesaikan dalam waktu relatif cepat, serta dapat mengatur waktu penyelesaian land clearing sesuai jadwal yang direncanakan. Dikatakan sempurna karena dengan alat berat dapat membersihkan tanah dai sisa tebangan (tunggul batang pohon), lalu dikumpulkan/ditumpukkan pada tempat tertentu sehingga tidak terlihat batang pohon atau sisa vegetasi yang berserakan di permukaan tanah, seperti pada land clearing sistem tebang bakar dengan menggunakan tenaga manusia. Karena kekuatan dan kecepatan tertentu yang dimiliki peralatan mekanik, maka waktu penyelesaian land clearing pada areal dengan luas tertentu dapat direncanakan relatif tepat waktu. Terlebih untuk mencapai target luas dalam waktu tertentu. Selain kelebihan land clearing secara mekanik yang menggunakan alat berat juga mempunyai banyak kekurangan bila keliru menangani (mengaturnya), antara lain : Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 137 1) Land clearing secara mekanik dengan alat berat tidak efektif dan efisien bila dilakukan pada lahan yang berlereng > 15 %. Jadi hanya efektif pada tanah yang datar sampai agak miring. Untuk itu pula pada tanah berlereng > 15 % land clearing harus dilakukan dengan tenaga manusia. 2) Land clearing yang dilakukan pada musim hujan atau pada saat status air tanah lebih besar dari kapasitas lapang dapat menyebabkan terjadinya pemadatan tanah pada lapisan atas. Pemadatan tanah pada waktu land clearing maksimum terjadi pada status air tanah berlebihan (> Kapasita Lapang). Pemadatan tanah yang terjadi karena land clearing berarti, berarti karena land clearing tanah menjadi rusak sebelum digunakan. Dapat dibayangkan bagaimana kerugian yang ditimbulkan oleh land clearing yang biaya pelaksanaannya sangat mahal. Walaupun sempurna dan waktunya cepat, tetapi rusak sebelum dimanfaatkan. Oleh karena itu kegiatan land clearing tidak semudah orang bayangkan, apalagi yang mengatur pelaksanaannya, awam mengenai pengetahuan pengelolaan tanah dan air ataupun awam dengan pengetahuan konservasi. Kegiatan land clearing yang diborongkan kepada kontraktor memang dapat menyelesaikannya dengan tepat waktu dam kualitasnya (kebersihannya) tinggi, tetapi dampak pemadatan tanah yang terjadi tidak pernah disadari, terlebih bila pengawas dan pimpronya sendiri tidak memiliki pengetahuan pengelolaan dan konservasi tanah, maka harapan untuk mencapai hasil produksi optimal akan sulit tercapai. 3) Hasil land clearing yang membongkar tanah karena pencabutan tunggul batang pohon, sehingga secara setempat-setempat muncul lapisan sub soil di permukaan tanah. Jika vegetasi hutan yang rapat pertumbuhannya, maka makin luas permukaan tanah yang terbongkar. 4) Land clearing secara mekanik dengan menggunakan alat berat dapat memberi peluang terjadinya erosi. Erosi yang terjadi semakin besar Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 138 dengan semakin miringnya permukaan tanah dan semakin meningkat lagi bila terjadi pemadatan tanah dan pembongkaran tanah. Sedangkan land clearing tanpa pembongkaran tanah peluang terjadinya erosi sudah besar, karena sudah terbuka tanpa pelindung/penutupan vegetasi. 3) Teknik Land Clearing Secara Biologis Pembersihan lahan secara konvensional maupun secara mekanik dapat berdampak negatif terhadap tanah dan ekosistem lingkungan. Untuk itu yang paling tepat adalah teknik land clearing yang sifatnya ramah lingkungan, dalam hal ini secara bilogis. Hanya saja, land clearing secara biologis ini hanya efektif pada lahan yang bervegetasi rumput alang-alang ataupun jenis rumput lainnya, utamanya pada tanah berlereng. Sedang untuk lahan bervegetasi hutan ataupun jenis pepohonan tingkat tinggi, land clearing secara biologis tidak dapat diterapkan. Namun sesudah pembersihan pohon, lalu diberikan teknik land clearing secara biologis utamanya untuk menekan rumput atau gulma yang akan tumbuh. Teknik land clearing secara biolgis tidak lain adalah teknik penanaman tanaman penutup tanah (cover crop) dari famili leguminosa seperti Calopogonium, Centrosoma, Stilosantus, Mucuna dan sebagainya. Keuntungan land clearing secara biologis meliputi : 1) Rumput alang-alang yang ada tidak dibersihkan dari permukaan tanah, jadi tanah tetap terlindung/tertutup oleh rumput alang-alang, yang dibersihkan hanya alur tempat penanaman tanaman cover crop selebar ± 30 cm. Jarak antar barisan alur 2 – 3 cm. Bila tanah berlereng, arah alur penanaman searah garis kontur. Dengan masih adanya rumput yang menutupi tanah, maka tanah masih tetap dilindungi dan tanaman pokok yang direncanakan sudah bisa ditanam (jenis tanaman perkebunan). 2) Jenis tanaman cover crop yang sudah tumbuh dan menekan rumput secara bertahap (melilit, menaungi rumput alang-alang) sehingga Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 139 tidak dapat berfotosintesa dan akan mati. 3) Jenis tanaman cover crop berfungsi konservasi selain menekan rumput/gulma. 4) Jenis tanaman cover crop bersama sisa rumput alang-alang yang tertekan menjadi sumber bahan organik yang mensuplai tanah secara berkelanjutan sampai tanaman pokok yang diusahakan kembali menaungi tanaman penutup tanah. 5) Jenis tanaman cover crop dapat mempertahankan ataupun lebih memperbaiki iklim mikro tanah untuk mendukung pertumbuhan dan perkembangan tanaman pokok. 6) Dengan semakin baiknya kondisi iklim mikro tanah dan semakin besarnya konstribusi bahan organik berarti dapat menjaga keseimbangan kelangsungan hidup organisme dan mikroorganisme tanah. 7) Konstribusi bahan organik tanaman penutup tanah dapat memperbaiki sifat biologis, fisik dan kimia tanah. 8) Land clearing secara biologis dapat menekan biaya land clearing maupun biaya pemeliharaan tanaman, terutama penyiangan. Walaupun teknik land clearing secara biologis sangat menguntungkan tetapi juga mempunyai kekurangan meliputi : 1) Tidak dapat diterapkan pada lahan bervegetasi hutan. 2) Relatif lambat, butuh waktu relatif lambat untuk menekan rumput alang-alang. 3) Dapat menjadi inang bagi hama dan penyakit tertentu. 4) Tidak semua jenis tanah sesuai untuk jenis tanaman cover crop seperti tanah yang sangat masam ataupun tanah yang berdrainase jelek. 4) Teknik Land Clearing Secara Kimia Land clearing secara kimia yakni pembersihan vegetasi penutup tanah secara kimia seperti penyemprotan herbisida. Tentunya teknik land Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 140 clearing efektif untuk lahan dengan vegetasi rumput seperti rumput alangalang dan tentunya tidak efektif atau tidak diterapkan pada lahan yang bervegetasi hutan. Untuk keefektifan penggunaan suatu teknik land clearing sangat ditentukan oleh jenis vegetasi yang ada dan semuanya bermuara ke pertimbangan ekonomi lebih efisien dan pertimbangan lingkungan tidak merusak. Yang jelas teknik land clearing secara kimia jika keliru perencanaannya tentunya akan berdampak negatif terhadap ekosistem ataupun secara ekonomi tidak menguntungkan karena input biaya bisa lebih tinggi dari penggunaan teknik land clearing lainnya. Teknik land clearing secara kimia biasanya diterapkan pada lahan yang sudah dibuka atau lahan yang sudah dimanfaatkan ataupun pada lahan baru akan dibuka, tetapi vegetasinya adalah rumput alang-alang. Dampak negatif yang bisa ditimbulkan akibat land clearing secara kimia antara lain: 1) Bahan kimia yang digunakan selain dapat mematikan perumputan ataupun gulma juga dapat mematikan beberapa jenis organisme dan mikroorganisme tanah, sehingga dapat membuat keseimbangan ekologi dapat terganggu. 2) Bahan kimia yang digunakan bila tidak dapat terurai sempurna tentunya dapat terakumulasi dalam tanah. 3) Bahan kimia yang digunakan yang selektif sifatnya, dapat membunuh jenis gulma yang muncul sebagai tanaman pengganggu. Kelebihan land clearing secara kimia tidak dilakukan pembersihan vegetasi rumput, dengan demikian tanah tetap tertutupi rumput. Ancaman kerusakan tanah karena erosi masih dapat dihindari, walaupun penanaman tanaman pokok dilakukan. Keuntungan lainnya, suplai bahan organik dari vegetasi rumput yang telah mati. 5) Kombinasi Teknik Land Clearing Kadang penerapan teknik land clearing tidak memuaskan karena kondisi lahan yang kompleks sehingga perlu dikombinasikan dengan teknik land Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 141 clearing yang lain. Seperti kombinasi antara teknik land clearing secara mekanik akan efektif bila disertai teknik land clearing secara kimia atau secara biologis. Utamanya untuk pencegahan tumbuhnya kembali gulma untuk jangka waktu minimal tanaman pokok yang telah ditanam sudah tumbuh dan sudah cukup bersaing dengan gulma. Pada lahan bervegetasi rumput alang-alang yang diland clearing secara mekanik karena pertimbangan waktu penyiapan lahan yang mendesak dilaksanakan pada musim hujan, kadang disertai penyemprotan herbisida untuk menekan rumput yang tumbuh kembali. Pada lahan bervegetasi hutan dan mempunyai kelerengan lebih 15 %, tentunya sudah sulit diaplikasikan land clearing secara mekanik, lebih tepat bila dilakukan land clearing secara konvensional (tebangan dengan menggunakan tenaga manusia menggunakan Chainsaw), disertai land clearing secara biologis, tanpa pembakaran sisa tebangan ataupun pembakaran terbatas pada tempat-tempat tertentu. Salah satu contoh land clearing secara mekanis disertai cara biologis (tanaman cover crop) pada lahan bervegetasi hutan dengan kelerengan lebih 15 % untuk penanaman jenis tanaman perkebunan seperti kelapa sawit, kakao, cengkeh, karet, kopi dan sebagainya, dengan tahapan sebagai berikut : 1) Pohon ditebang dengan arah pemotongan dibuat searah garis kontur, agar pohon rebah memanjang searah garis kontur (melintang arah kemiringan). Batang pohon terletak melintang di permukaan tanah searah kontur, yang berarti batang pohon hasil tebangan berfungsi sebagai teras yang menahan arus aliran permukaan. 2) Pohon hasil tebangan dipotong lagi menajdi beberapa potongan yang diperkirakan bisa diangkat oleh tenaga manusia. Cabang dan ranting dipisah dari batang utama. Cabang dan ranting dipotong kecil-kecil sepanjang ± 1 meter atau kalau bisa lebih pendek lebih baik. 3) Semua hasil tebangan pohon-pohon dikumpulkan secara strip kontur selebar ± 1/2 meter – 1 meter. Jarak antara strip tergantung Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 142 kelerengan dan panjang lereng serta jenis tanaman pokok yang akan ditanam. Hasil tebangan pohon yang diletakkan secara strip kontur dapat berfungsi teras untuk mengantisipasi ancaman erosi karena tanah mulai terbuka. Kalau pembakaran harus terpaksa dilakukan karena alasan tertentu, seperti waktu tanam yang mendesak, maka yang dibakar hanya hanya ranting/cabang hasil tebangan yang biasanya menghalangi kelancaran kegiatan pertanaman dan dilakukan hanya pada strip yang telah dibuat. Batang pohon yang berdiameter lebih 30 cm sangat efektif menahan erosi, bila diletakkan searah garis kontur. 4) Penanaman tanaman penutup tanah jenis legum diletakkan secara strip persis bagian bawah lereng dari peletakan sisa tebangan yang juga dalam strip searah garis kontur. 5) Fungsi konservasi tanaman cover crop Kaitan land clearing dengan pengelolaan tanah dan air antara lain: 1) Setiap penggunaan lahan utamanya di sektor pertanian, mutlak diperlukan land clearing utamanya lahan bervegetasi hutan, merupakan tahapan awal dari tindakan pengelolaan tanah dan air. 2) Land clearing termasuk kegiatan pengelolaan tanah dan air yang butuh biaya relatif tinggi dan pada kondisi lahan tertentu dapat menjadi biaya investasi yang tinggi dibandingkan tahapan kegiatan pengelolaan tanah dan air. 3) Waktu pelaksanaan land clearing relatif lama dan pada kondisi lahan tertentu termasuk kegiatan yang membutuhkan waktu terlama dibandingkan tahapan kegiatan pengelolaan lainnya. 4) Kegiatan land clearing tidak sekedar membersihkan vegetasi dipermukaan saja tetapi termasuk tunggul batang dan perakaran yang ada dalam tanah, tunggul batang pohon dan akar yang tidak dibersihkan, 4 - 5 tahun kemudian dapat menjadi sumber hama Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 143 penyakit bagi tanaman pokok yang dapat mematikan (mati berdiri) akibat serangan jamur/fungi (putih/merah) atau rayap dan hama kendi/kumbang pada perakaran tanaman pokok yang diusahakan dan nampak setelah umur tanaman 4 - 5 tahun. Jika terjadi hal demikian berarti sangat fatal atau menimbulkan kerugian yang besar karena tanaman mati berdiri setelah berumur 4 - 5 tahun. Utamanya penyakit jamur putih/merah yang berada dalam tanah sangat sulit diberantas. Bila dilakukan penggantian tanaman, dengan kata lain penanaman ulang percuma saja karena tetap akan dimatikan oleh jamur merah atau putih. Salah satunya jalan diadakan penggantian jenis komoditi yang tidak dipengaruhi oleh penyakit jamur putih. Salah satu contoh kasus, kesalahan land clearing pada perkebunan karet di Kabupaten Mamuju, yang membuat ratusan hektar per tahun yang mengalami kematian setelah berumur 5 tahun. Untuk itu perkebunan karet yang telah ditanami seluas 2000 ha terpaksa dikonversi menjadi perkebunan sawit. Tanaman sawit termasuk salah satu jenis tanaman yang toleran terhadap penyakit jamur putih dan merah (resisten). Untuk itu pengolahan land clearing harus dilaksanakan secara benar efektif dan efisien. 5) Akibat pengelolaan land clearing yang keliru dapat membuat tanah menjadi rusak sebelum dimanfaatkan dan kalau ini terjadi maka sangat fatal yakni sangat merugikan. Hal ini sering terjadi pada banyak proyek pembangunan (seperti proyek transmigrasi), yang awalnya berdasarkan hasil survey evaluasi kebanyakan lahan termasuk sangat berpotensi, namun setelah ditempati warga trans (digunakan) menjadi tidak produktif. Ternyata setelah ditelusuri faktor penyebabnya adalah kekeliruan pada proses land clearing. Untuk itu land clearing mencapai target luas sesuai target waktu yang diterapkan perlu direncanakan secara benar dan tepat. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 144 Kerusakan tanah yang dapat terjadi karena land clearing adalah sebagai berikut: a) Periode/tenggang waktu yang selalu lama antara waktu, sesudah land clearing dan waktu penanaman (pembangunan) membuat selalu terbuka tanpa pelindung. Untuk itu peluang waktu tanah mengalami erosi besar terlebih pada lahan berlereng. b) Terjadi pemadatan tanah kalau land clearing dilakukan secara mekanis dengan alat berat pada musim hujan. c) Terjadi pembongkaran tanah pada tempat-tempat tertentu dari pohon yang dirobohkan bersama perakarannya. d) Terjadi perubahan iklim mikro. e) Aktivitas kegiatan dekomposisi bahan organik oleh mikroorganisme dan bahan organik berlangsung intensif, membuat kadar bahan organik merosot lebih cepat. b. Land Lavelling Tahapan kedua pengelolaan tanah dan air untuk pembangunan pertanian adalah land lavelling. Sesudah land clearing dilakukan kegiatan land lavelling yakni meratakan permukaan tanah sampai datar. Pada tanah yang tergolong datar secara mikro permukaan tanah itu tidak ada yang 100% datar, tetapi berombak sampai bergelombang. Untuk penggunaan lahan tertentu seperti pencetakan sawah, pembuatan tambak, rumah, atau bangunan. Dengan demikian dalam penggunaan lahan utamanya tanah bukaan baru tidak selalu diperlukan land lavelling tergantung peruntukannya. land lavelling dengan mempergunakan alat berat seperti”Grader” atau buldoser mengupas bagian tanah yang lebih tinggi dan menimbun bagian tanah yang lebih rendah sehingga permukaan tanah menjadi datar (cut and fill). Karena terjadi pengupasan dan penimbunan tanah maka permukaan tanah baru adalah lapisan sub soil yang rendah kesuburannya, yang bila ditanami tentunya hasil yang akan diperoleh tidak seperti tanah yang sebelum land lavelling. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 145 Pada lahan yang tergolong datar (0 % - 3%) namun kondisi mikro topografi termasuk berombak/bergelombang membuat setempat-setempat akan tergenang bila hujan ataupun diberi air irigasi, dan lahan demikian drainase permukaannya sangat jelek. Dengan demikian land lavelling diperlukan pada lahan dengan drainase permukaan lambat karena kondisi mikro topografinya. Tujuan dan kepentingan land lavelling: 1) Meratakan permukaan tanah untuk kepentingan usaha pertanian jenis tanaman semusim, perumahan, pencetakan sawah, tambak, pembuatan sistem irigasi permukaan. 2) Meratakan permukaan tanah untuk memperbaiki drainase permukaan. 3) Meratakan permukaan tanah dapat memperlancar kegiatan kelangsungan pertanaman untuk skala besar dengan mempergunakan alat mekanis 4) Pengaturan jarak tanaman utnuk mencapai populasi tanaman dalam jumlah optimal. Disamping keuntungan land lavelling, semua hubungan dengan land clearing, jika keliru dikelola akan berdampak negatif antara lain: 1) Land lavelling dengan mempergunakan alat berat yang dilakukan pada musim hujan dapt menyebabkan pemadatan tanah. 2) Land lavelling yang mekanisme kerjanya mengupas dan menimbung (cut and fill) tanah, dapat membuat lapisan sub soil yang menjadi permukaan tanah, berarti dapat menurunkan produktifitas. 3) Land lavelling membutuhkan anggaran yang besar dan waktu relatif lama sehingga memperbesar input biaya produksi. c. Land Cleaning Land cleaning menghaluskan permukaan tanah yang miring, sama dengan land levelling tidak semua lahan setelah land clearing diperlukan land cleaning. Permukaan tanah berlereng yang tidak mulus untuk jenis tanaman semusim yang dilakukan secara mekanis perlu dimuluskan (diperhalus) agar alat mekanis dapat lebih lancar bergerak dengan barisan yang lurus (mulus). Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 146 d. Pengolahan Tanah (Soil Tillage) Kegiatan pengolahan tanah dilakukan setelah land clearing, land levelling, land cleaning dan setelah pembangunan fasilitas pendukung seperti jalan, saluran drainase/irigasi. Pengolahan tanah adalah tindakan mekanik pada tanah sebagai upaya memanipulasi kondisi tertentu tanah untuk menghasilkan seedbed dan rootbed yang optimal untuk mendukung start awal pertumbuhan sampai mencapai produksi. Seedbed adalah hasil kualitas olahan tanah yang optimal mendukung perkecambahan tanaman, termasuk untuk tempat persemaian ataupun untuk pertanamn yang menggunakan benih (biji) yang langsung ditanam seperti jenis kacang-kacangan, jagung dan sebagainya. Untuk jenis tanaman ini seedbed langsung berfungsi rootbed. Rootbed adalah kualitas hasil olahan tanah yang optimal mendukung pertumbuhan dan perkembangan sistem perakaran tanaman. Rootbed untuk persyaratan kebutuhan jenis tanaman semusim dan kebutuhan tanaman tahunan sangat berbeda. Rootbed untuk kebutuhan tanaman semusim, seluruh atau sebagian permukaan tanah diolah, makin singkat umur suatu tanaman makin sempit dan dangkal sistem perakarannya dan makin halus, untuk itu semakin ideal kondisi rootbed yang dibutuhkan. Namun kondisi ideal rootbed tidak selalu dengan pengolahan tanah yang intensif. Sedangkan rootbed untuk jenis tanaman tahunan adalah pembuatan lubang tanaman, dengan kata lain kualitas rootbed untuk jenis tanaman tahunan ditentukan oleh besarnya ukuran lubang dan kualitas media yang dijadikan sebagai bahan untuk menimbun lubang tanaman. Untuk itu pengelolaan tanah dan air dalam kaitannya dengan pengolahan tanah untuk menghasilkan seedbed/rootbed yang optimal pada prinsipnya harus benar, tepat dan efisien. Persyaratan pengolahan tanah yang benar, tepat, efisien untuk menghasilkan seedbed/rootbed yang optimal banyak faktor yang harus dipertimbangkan, yakni meliputi: Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 147 1) Sifat karakteristik jenis tanaman yang diusahakan 2) Karakteristik lahan yang dijadikan lokasi penanaman 3) Teknik pengolahan yang tepat, benar dan efisien 4) Luas tanah yang diusahakan 5) Waktu tanam yang direncanakan 6) Fasilitas pendukung yang ada 7) Bentuk dan desain pertanaman yang direncanakan 8) Sistem pertanaman yang diterapkan 9) Permodalan (anggaran biaya) Sebelum lebih jauh menguraikan faktor yang menentukan untuk menghasilkan kualitas hasil olahan (seedbed/rootbed) yang benar, tepat dan efisien, perlu dikaji secara detail apa yang sesungguhnya menjadi tujuan dan kepentingan pengolahan tanah, serta apakah ada dampak negatif yang diakibatkan karena pengolahan tanah. Secara umum tujuan dan kepentingan pengelolaan tanah adalah untuk mencapai kondisi yang ideal (optimal) agar perkecambahan benih dapat berlansung cara optimal dan untuk mencapai kodisi yang optimal bagi kemudahan pertumbuhan dan perkembangan sistem perakaran yang optimal menyerap air, unsur hara, O2 agar dapat menopang pertumbuhan dan perkembangan bagian atas tanaman (bila lingkungan atmosfer optimal) yang seimbang dan selanjutnya dapat memberi hasil yang optimal sesuai yang diharapkan. Dengan demikian pengolahan tanah tidak lain adalah usaha manipulasi kondisi tanah yang jelek (yang tidak dapat mendukung perkecambahan dan pertumbuhan/perkembangan akar secara optimal) atau yang kurang mendukung perkecambahan dan pertumbuhan/perkembangan sistem perakaran. Memperhatikan tujuan dan kepentingan pengolahan tanah untuk menunjang keberhasilan usaha pertanian, namun pengolahan tanah dapat membuat terjadinya kerusakan tanah sebagai akibat dampak negatif dari Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 148 pengolahan tanah. Tentu saja tidak berarti bahwa satu kali pengolahan tanah dapat langsung merusak tanah, tetapi pengolahan tanah secara terus menerus dapat menurunkan fungsi produksi tanah sampai pada tingkat tanah tidak lagi mampu dapat berfungsi. Untuk itu pengolahan tanah yang dilakukan secara tidak benar dan tidak efektif secara terus-menerus dapat menurunkan fungsi tanah. Jadi tanah dikatakan rusak karena pengolahan tanah bila tanah tersebut tidak lagi berfungsi sebagai faktor produksi. Untuk itu pula dapat dipertanyakan mengapa pengolahan tanah dapat menurunkan fungsi produksi tanah atau merusak tanah. Untuk mengetahui hal ini maka perlu ditelusuri apa yang terjadi pada tanah karena pengolahan tanah. 1) Setiap pengolahan tanah membuat tanah terbuka tanpa pelindung dan bila terjadi hujan berarti dispersi tanah akan terjadi oleh pukulan tetesan hujan. Dispersi tanah secara fisik oleh pukulan hujan berarti terlepasnya ikatan agregat tanah (struktur tanah) yang berarti pula mudah hanyut atau mudah terangkut bila bersamaan terjadi aliran permukaan dan akhirnya erosi dapat berlangsung. 2) Tindakan pengolahan tanah dengan alat pengolah tanah sebenarnya terjadi dispersi secara mekanik. Pembongkaran tanah dan penghancuran struktur tanah menjadi hasil olahan sebagai seedbed/rootbed adalah struktur tanah yang berukuran lebih halus. Jadi perlakuan pengolahan tanah, tanah sengaja dilepaskan dari ikatan struktur yang ada secara mekanik melalui alat pengolahan tanah. Bila pengolahan tanah lebih sering dilakukan secara intensif berarti semakin sering pula dispersi mekanik terjadi. Dispersi secara mekanik akan dipercepat lagi oleh dispersi fisik dari pukulan tetesan air hujan dan selalnjutnya mudah dihanyutkan oleh aliran permukaan bila curah hujan yang terjadi melampau daya infiltrasi. 3) Pengolahan tanah yang memperbaiki kondisi tanah tidak hanya mendukung perkecambahan dan pertumbuhan/perkembangan perakaran tanaman, tetapi juga memberi kondisi yang baik untuk mendukung Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 149 aktivitas organisme dan mikroorganisme tanah dekomposisi bahan organik termasuk humus. dalam proses Dengan demikian pengolahan tanah dapat menurunkan kadar bahan organik tanah. Semakin sering dan semakin intensif pengolahan tanah semakin cepat pula kadar bahan organik tanah menurun, bila tidak ada tambahan/suplai bahan organik ke dalam tanah. Jika kadar bahan organik tanah menjadi rendah maka ikatan partikel dan ikatan agregat tanah semakin lemah. Ikatan agregat yang lemah berarti ikatan struktur tanah menjadi labil dan selanjutnya semakin mudah terdispersi, berarti semakin mudah pula tererosi. Bahan organik tanah dalam bentuk humus adalah bahan pengikat/perekat partikel/agregat yang paling mantap yang membuat struktur tanah menjadi mantap dan selanjutnya membuat tanah resisten terhadap erosi. (Bahan pengikat partikel/agregat tanah yang lain?). 4) Setiap tindakan pengolahan tanah membuat terjadinya pemadatan tanah tepat di bawah tapak alat pengolah yang digunakan dari : Plow sole = Pemadatan tanah karena tekanan pada tanah melalui tapak alat bajak. Harrow sole = Pemadatan tanah karena tekanan pada tanah melalui tapak alat penggaruk tanah (harrow). Subsoiler sole = Pemadatan tanah karena tekanan pada tanah melalui tapak alat subsoiler. Pemadatan tanah akibat pengolahan tanah terutama bila dilakukan secara mekanis tidak hanya disebabkan oleh tekanan (gaya berat) dari alat pengolah yang bertumpuk tepat di bawah tapak olah, tetapi pemadatan juga terjadi karena tekanan dan gaya berat dari kendaraan yang digunakan yang bertumpuk pada roda/ban. Pemadatan tanah yang diakibatkan tapak roda/ban kendaraan disebut traffick sole. Dengan demikian pemadatan tanah karena pengolahan tanah secara mekanis dapat disebabkan karena alat pengolah dan karena roda/ban kendaraan. Pemadatan tanah yangh ditimbulkan karena Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 150 pengolahan tanah kurang mendapatkan perhatian karena tidak nampak. Pemadatan tanah akan semakin meningkat dengan semakin rendah kadar bahan organik tanah maka semakin rendah pula daya dukung mekanik tanah. Pemadatan tanah akibat pengolahan tanah dapat merusak fungsi tanah baik sebagai faktor produksi maupun fungsinya sebagai tempat berlangsungnya siklus hara. Siklus hidup organisme/mikroorganisme tanah, serta fungsinya sebagai salah satu mata rantai berfungsinys siklus hidrologi dan fungsi sebagai bagian dari lingkungan. Yang jelas bahwa adanya pemadatan tanah akibat pengolahan tanah berarti dapat membatasi pertumbuhan/perkembangan sistem perakaran, dapat menghambat perkolasi tanah, membatasi kedalaman lapisan olah, dapat memperbesar aliran permukaan, pada tanah relatif datar pemadatan tanah dapat memperburuk drainase tanah dan membuat tanah mudah tergenang. Untuk pemadatan tanah akibat pengolahan tanah yang keliru (tidak benar dan tidak tepat) dapat menurunkan produktivitas tanah ataupun menurunkan fungsi produksi tanah yang berarti dapat merugikan karena selain karena hasil produksi yang diperoleh semakin rendah, juga rugi karena pengolahan tanah termasuk salah satu input biaya produksi yang tergolong tinggi. Bila demikian maka akan muncul pertanyaan, pengolahan tanah tidak diperlukan karena akan merusak tanah ? Pemadatan tanah karena pengolahan tanah untuk pencetakan sawah baru ataupun untuk persawahan yang ada justru menghendaki terjadinya pemadatan. Semakin padat tanah pada lapisan di bawah lapisan olah pada tanah sawah semakin menguntungkan dan semakin sesuai untuk pengembangan padi sawah. Pembentukan lapisan tanah padat tepat di bawah lapisan olah sengaja dibentuk. Teknik pengolahan tanah (soil tillage) yang benar, efektif, efisien dan optimal. Pengolahan tanah yang benar, efektif dan efisien serta optimal untuk mendukung pertumbuhan dan pencapaian hasil produksi dan tidak Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 151 menimbulkan terjadinya kerusakan tanah, serta dengan biaya pengolahan seminimal mungkin dalam waktu yang tepat sesuai jadwal waktu dan target luas yang telah ditetapkan. Untuk mencapai tujuan pengolahan tanah, banyak faktor yang perlu dipertimbangkan antara lain : 1) Karakteristik Lahan Karakteristik lahan meliputi karakteristik iklim, topografi/kelerengan, keadaan batuan serta karakteristik vegetasi dan tanah serta fasilitas. a) Kaitan pengolahan tanah dengan karakteristik iklim, utamanya curah hujan bulanan. Pada prinsipnya pengolahan tanah dilakukan pada bulan-bulan kurang hujan ataupun sama sekali tidak ada hujan. Kondisi air tanah berlebihan karena hujan memperlambat kegiatan pengolahan tanah dan kualitas hasil olahan yang jelek terutama bila kadar liat tanah semakin tinggi (kenapa?). b) Kaitan topografi/kelerengan dengan pengolahan tanah. Tanah dengan kelerengan > 15 % , tidak lagi dianjurkan untuk diolah secara mekanis karena selain ancaman terjadinya kerusakan tanah juga karena bahaya terbaliknya kendaraan pengolah yang digunakan, pada prinsipnya pengolahan tanah pada tanah berlereng yang penting adalah arah pengolahan tanah. Arah pengolahan tanah pada tanah berlereng dilakukan searah garis kontur (tidak harus persis arah kontur) atau arah memotong kemiringan permukaan tanah, terutama bila diolah dengan alat bajak. Hasil olahan dengan alat bajak atau berbentuk alur (dead fureous) dengan guludan (back fureous). Terbentuk dead fureous yang searah dengan kemiringan lereng, berarti sengaja membuat alur tempat air mengalir. Yang berarti pula membuat konsentrasi aliran permukaan terjadi, selanjutnya menjadi kuat untuk mengikis dan mengangkut tanah ke arah bawah lereng. Untuk itu arah pengolahan tanah pada tanah berlereng sangat penting diperhatikan karena Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 152 dampak pengolahan tanah terhadap ancaman kerusakan tanah karena erosi akan besar pengaruhnya. Ancaman erosi akan semakin besar bila disertai pemadatan tanah melalui tapak olah, karena perkolasi air akan terhambat. Untuk tanah datar arah pengolahan tanah tidak berpengaruh terhadap ancaman erosi karena aliran permukaan walaupun diolah dengan alat bajak. 2) Kaitan kondisi vegetasi dengan pengolahan tanah. Keadaan vegetasi penutup tanah akan lebih banyak berpengaruh terhadap waktu penyelesaian pengolahan tanah untuk siap tanam, untuk jenis vegetasi hutan yang rapat, sebelum diolah harus di-land clearing. Setelah land clearing pengolahan tanah tidak perlu intensif karena struktur tanah tergolong remah dan mudah diolah, bahkan tidak perlu diolah bila belum terdapat rumput pengganggu yang tumbuh setelah land clearing. Untuk itu harus diatur secara tepat waktu land clearing, waktu pengolahan tanah dengan waktu tanam, relatif tenggang waktunya tidak lama terlebih pada awal musim pelaksanaannya. Keadaan vegetasi rumput alang-alang, tidak perlu dilakukan land clearing, bisa langsung diolah. Waktu yang diperlukan untuk pengolahan tanah yang bervegetasi alang-alang diperlukan waktu yang lebih lama, Untuk menghasilkan seedbed dan rootbed yang optimal. Pengolahan tanah yang bertujuan menekan alang-alang diperlukan waktu relatif lama. Alat yang digunakan untuk mengolah adalah bajak, yakni dilakukan pembalikan tanah untuk mengangkat Rhizome (batang dalam tanah dari alang-alang), kemudian dibiarkan tujuh hari sampai sepuluh hari agar alang-alang tertekan pertumbuhannya selanjutnya dibalik kembali dengan bajak lagi dan dibiarkan lagi 7 – 10 hari lalu disisir dengan alat harrow sebanyak 2 kali untuk melepaskan Rhizome dan mengeluarkan dari areal hasil olahan tanah. Selanjutnya dibiarkan lagi selama 7 – 10 hari baru dibuat paritan tempat peletakan benih atau bibit. Pengolahan tanah yang bervegetasi Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 153 alang-alang tidak diperkenankan mengolah pada musim hujan dan untuk pengolahan pertama harus dibajak dulu. Alat rotavater tidak diperkenankan karena akan banyak memotong-motong Rhizome menjadi ruas-ruas kecil yang sulit dibersihkan akan lebih memperbanyak anakan baru dari setiap ruas yang terpotong. Pengolahan tanah bervegetasi alangalang akan lebih sulit dilakukan dan lebih lama waktu dibutuhkan bila struktur tanah kompak dan memadat seperti tanah-tanah vertisol (Grumosol dan Gley humus rendah). 3) Karakteristik tanah kaitannya dengan pengolahan tanah. Hasil olahan tanah untuk menghasilkan seddbed dan rootbed ditentukan dan dipengaruhi oleh karakteristik tanah itu sendiri. Utamanya menyangkut sifat fisik dan biologis tanah. Semua elemen/unsur fisik tanah yang mempengaruhi sifat fisik tanah yang saling berkaitan, dengan karakteristik jenis tanaman yang diusahakan menentukan jenis kendaraan, jenis alat pengolah, intensitas pengolahan tanah, frekuensi/interval, dalamnya pengolahan untuk menghasilkan seedbed dan rootbed. Komponen faktor fisik tanah berkaitan dengan mudah tidaknya tanah diolah untuk menghasilkan seedbed/rootbed yang optimal sesuai kebutuhan persyaratan tumbuh tanaman, dalam hal ini untuk menghasilkan kualitas hasil olahan tanah. Sedangkan keadaan fisik tanah yang membuat kondisi tanah mudah tidaknya tanah diolah berkaitan dengan jenis kendaraan, jenis alat pengolah, intensitas pengolahan tanah, frekuensi/interval waktu pengolahan, berapa dalamnya tanah bisa diolah serta waktu tepat untuk diolah. Kesulitan atau kemudahan tanah diolah selain ditentukan oleh kondisi fisik tanah juga ditentukan oleh fasilitas pendukung, dalam hal ini infrastruktur pertanian yang ada. Kesemuanya akan menentukan pencapaian target yang direncanakan meliputi target luas, waktu penyelesaian dan kualitas hasil olahan yang optimal dan anggaran biaya seminimal mungkin yang digunakan untuk Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 154 mencapai/mendukung hasil produksi yang berkelanjutan, (Dengan kerusakan tanah seminimal mungkin). Interaksi antara elemen/unsur penyusun fisik tanah menentukan kondisi sifat fisik tanah dan selanjutnya menentukan sifat olahan tanah. Bila dikaji lebih jauh mengenai kondisi sifat fisik tanah yang menentukan sifat olahan tanah, yakni : 1) Kelekatan Tanah Kelekatan tanah dengan alat pengolah dapat membuat alat pengolah menjadi lamban bergerak, atau untuk bergerak diperlukan tenaga atau daya tarik lebih dari pada kondisi tanah yang tidak melekat. Tanah melekat pada alat pengolah karena daya adhesi yang sangat kuat dan ini tercapai pada kondisi status air tanah antara kapasitas lapang dan titik jenuh. Pada status air tanah antara kapasitas lapang (KL) dan 80 % KL maka pada kondisi ini tanah sangat mudah diolah karena alat tidak melekat pada alat, tanah tidak keras dan struktur hasil olah menjadi mekar. Hal ini disebabkan daya adhesi dan kohesi tanah sama kuat. Pada status kadar air tanah di bawah kapasitas lapang 80 % dan kadar air tanah semakin menurun sampai pada batas 40 % KL tanah semakin sulit diolah karena semakin keras yang disebabkan daya adhesi lebih lemah dari daya kohesi (kondisi kering). Pada kondisi tanah terlalu kering kadar air < 40 % dari kapasitas lapang, kembali tanah mudah diolah karena daya adhesi dan kohesi tanah keduanya sangat lemah. Demikian pula status air tanah lebih besar dari kondisi jenuh air (tergenang), daya adhesi dan kohesi tanah keduanya sangat lemah sehingga tanah mudah diolah, hanya saja kualitas hasil olahan adalah lumpur, alat dan kendaraan yang digunakan mudah tergelincir dan tenggelam ke dalam tanah karena daya dukung tanah sangat rendah. Kondisi tanah kering, daya dukung tanah sangat tinggi (mekanik). Tekstur tanah sangat menentukan kelekatan tanah kaitannya dengan status air tanah. Semakin halus kelas tekstur tanah atau semakin tinggi kadar liat suatu tanah maka makin tinggi daya lekat tanah Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 155 terhadap alat pengolah. Konsistensi kelekatan tanah juga dipengaruhi oleh status kadar bahan organik tanah, makin tinggi kadar bahan organik tanah makin lemah daya lekat tanah, walaupun kehalusan kelas tekstur semakin halus. Sebaliknya semakin rendah kadar bahan organik tanah, makin rendah daya lekat tanah. 2) Kepadatan Tanah Semakin padat dan keras tanah, semakin sulit tanah itu diolah. Tanah yang padat sulit diiris dan dikupas oleh mata alat pengolah tanah, diperlukan tekanan/gaya berat yang lebih besar dari alat pengolah untuk masuk ke dalam tanah serta mata alat pengolah yang lebih tajam dan tenaga untuk menarik alat pengolah yang lebih besar. Untuk itu semakin sulit/berat tanah diolah karena kepadatan tanah yang besar dapat membuat: a) Waktu yang dibutuhkan lebih lama untuk mengolah. b) Hasil olahan yang jelek, banyak bongkah tanah yang besar. c) Diperlukan tenaga dan alat pengolah yang lebih berat. d) Diperlukan mata pisau alat pengolah yang tajam. e) Diperlukan biaya yang mahal untuk menghasilkan seedbed dan rootbed yang optimal per satuan luas areal. Kepadatan tanah yang keras dapat diukur dari kerapatan isi tanah atau Bulk Density (BD) tanah dan konsistensi tanah. BD tanah lebih dari 1.3 g/cm3 termasuk padat. Kerapatan isi (BD) tanah ditentukan oleh tekstur, struktur, bahan organik tanah yang menentukan ruang pori total tanah. Makin padat tanah makin rendah/sedikit ruang pori tanah, disertai status air yang rendah sampai mencapai konsistensi yang teguh membuat tanah makin sulit untuk diatasi. Dengan demikian untuk memperbaiki sifat olahan tanah agar mudah diolah dan menghasilkan struktur hasil olahan yang optimal dapat dilakukan melalui : Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 156 a) Meningkatkan kadar bahan organik tanah Peningkatan bahan organik tanah dapat ditempuh dengan berbagai cara, yakni langsung melalui pemberian pupuk organik dan secara tidak langsung melalui perbaikan sistem pertanaman yang dapat mengurangi intensitas pengolahan tanah dan sedapat mungkin dilakukan pengembalian sisa tanaman ke dalam tanah. b) Mengurangi/meminimalkan pengolahan tanah (minimum tillage), seperti yang diolah terbatas hanya pada alur tempat penanaman benih/bibit, yang lainnya untuk menekan gulma disemprot dengan herbisida. c) Mengaktifkan kehidupan organisme/mikroorganisme tanah dalam kaitannya dengan penambahan bahan organik ke dalam tanah. d) Mengurangi pemakaian pupuk anorganik dan herbisida e) Tidak dilakukan pembakaran sisa tanaman. f) Bila dilakukan pengolahan tanah, diusahakan tepat waktu, yakni pada saat kadar air tanah berada pada kisaran 80 % sampai 100 % kapasitas lapang, atau pada saat tidak terjadi pelekatan tanah pada alat pengolah. g) Mengurangi penggunaan alat berat untuk pengolahan tanah. 3) Status Air Tanah Tingkat status air tanah berkaitan erat dengan faktor fisik dan sifat fisik tanah yang menentukan kondisi status air tanah, dalam hal ini kemampuan tanah memegang dan menyimpan air serta membuang kelebihan air (kapiler dan permeabilitas/perkolasi tanah). Sifat tanah yang berkaitan dengan pembuangan kelebihan air adalah keadaan pori tanah. Tingkat status air tanah akan menentukan. Pengolahan tanah pada berbagai status air tanah akan menghasilkan olahan dengan kualitas yang berbeda, waktu penyelesaian pengolahan tanah yang berbeda serta tingkat pemadatan tanah yang berbeda. Hal ini terjadi karena status air tanah mempengaruhi sifat olahan tanah, antara lain : Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 157 a) Mempengaruhi tingkat kelekatan tanah (konsistensi tanah). Seperti telah diuraikan pada kelekatan tanah sebelumnya dalam kaitannya dengan pengolahan tanah. b) Mempengaruhi daya dukung mekanik tanah. Telah diuraikan pada bagian pemadatan tanah. c) Mempengaruhi pengirisan dan pengupasan tanah. d) Menentukan laju kecepatan pengolahan tanah. e) Mempengaruhi kekuatan daya adhesi dan kohesi tanah f) Menentukan jenis kendaraan dan alat yang digunakan. g) Menentukan waktu yang tepat untuk diolah. C. Degradasi Tanah dan Pengendaliannya Tanah merupakan media tempat tumbuh tanaman, sehingga untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman yang baik serta memberikan produksi yang tinggi, maka dibutuhkan tanah-tanah yang mempunyai kesuburan fisika, kimia serta biologi tanah yang baik. produktivitas Namun, untuk sekarang ini lahan di daerah tropis masih memiliki yang rendah karena pengolahan yang intensif dan tanpa memperhatikan kaidah konservasi tanah-tanah yang mengalami degradasi fisika, kimia, dan biologi. Sementara kebutuhan akan pangan terus meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk. Masalah konservasi tanah adalah masalah menjaga agar tanah tidak terdispersi, dan mengatur kekuatan gerak dan jumlah aliran permukaan agar tidak terjadi pengangkutan tanah. Berdasarkan asas ini ada 3 cara pendekatan dalam konservasi tanah, yaitu (1) menutup tanah dengan tumbuhan dan tanaman atau sisasisa tumbuhan agar terlindung dari daya perusak butir butir hujan yang jatuh (2) memperbaiki dan menjaga keadaan tanah agar resisten terhadap daya penghancuran agregat oleh tumbukan butir-butir hujan dan pengangkutan oleh aliran permukaan dan lebih besar dayanya untuk menyerap air di permukaan tanah dan (3) mengatur aliran permukaan agar mengalir dengan kecepatan yang tidak merusak dan memeperbesar jumlah air yang terinfiltrasi kedalam tanah. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 158 Metode konservasi tanah dan air dapat digolongkan ke dalam tiga golongan, yaitu: (1) Metode vegetatif; 2) Metode mekanik; 3) Metode kimia. 1. Metode Vegetatif Metode vegetative merupakan penggunaan tanaman dan tumbuhan atau bagian bagian tumbuhan atau sisa sisa untuk mengurangi daya tumbuk butir hujan yang jatuh, mengurangi kecepatan dan jumlah aliran permukaan yang pada akhirnya mengurangi erosi tanah. Dalam knservasi tanah dan air metode vegeatif mempunyai fungsi melindungi tanah terhadap daya perusak butir butir hujan yang jatuh dan melindungi tanah terhadap daya perusak air yang mengalir di permukaan tanah serta memperbaiaki kapasitas infiltrasi tanah dan penahanan air yang langsung mempengaruhi besarnya aliran permuakaan. Metode vegetative dalam konservasi tanah meliputi penanaman dalam strip, penggunaan sisa tanaman, geotekstil, strip tumbuhan penyangga, tanaman penutup tanah, pergiliran tanaman, agroforestry. 2. Metode Mekanik Metode mekanik adalah semua perlakuan fsik mekanis yang diberikan terhadap dan pembuatan bangunan untuk mengurangi aliran permukaan dan erosi, dan meningkatkan kemampuan penggunaan tanah. Metode mekanik dalam konservasi tanah berfungsi untuk memperlambat aliran permukaan, menampung dan menyalurkan aliran permukaan dengan kekuatan yang tidak merusak, memperbaiki atau memperbesar infiltrasi air ke dalam tanah dan memperbaiki aerasi tanah dan penyediaan air bagi tanaman. Meode mekanik dalam konservasi tanah mencakup pengolahan tanah, pengolahan tanah menurut kontur, guludan dan guludan bersaluran menurut kontur, parit pengelak, teras, dam penghambat, waduk, tanggul, kolam atau balong, rorak, perbaikan drainase dan irigasi dll. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 159 3. Metode Kimia Merupakan penggunaan preparat kimia baik berua senyawa sintetik maupun berupa bahan alami yang sudah diolah, dalam jumlah yang relatis sedikit untuk meningkatkan stabilitas agregat tanah dan mencegah erosi. Misalnya salah satu usaha dalam penggunaan senyawa organic sintetik sebagai soil conditioner dilakukan oleh van Bavel (1950), yang menyimpulkan bahwa senyawa organic sintetik tertentu dapat memperbaiki stabilitas agregat tanah terhadap air secara efektif.di antara beberapa macam bahan yang digunakan adalah campuran dimethyl dichlorosilane dan methyl-tricholorosilane yang dinamakan MCS. Bahan kimia ini berupa cairan yang mudah menguap dan gas yang terbentuk bercampur dengan air tanah. Senyawa ini terbentuk menyebabkan agregat tanah menjadi stabil. Berbagai metode mampu diterapkan dalam konservasi tanah dan air. Dengan teknik tersebut diharapkan tingkat erosi dapat diminimalkan bahkan dicegah. Tentunya dengan menjaga lingkungan menjadi kunci utama dalam pelestarian sumber daya alam khususnya tanah dan air sehingga tanah dan air dapat dimanfaatkan dengan baik oleh makhluk hidup serta siklus hidrologi yang terus berlangsung. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 160 A. Indikator Penilaian Penilaian dalam penugasan pada modul 11 ini didasarkan pada hasil kerja perorangan dan kelompok. Penilaian pada bagian ini mencakup 5 % dari nilai akhir. B. Contoh Latihan dan Tugas Jelaskan maksud dari pengelolaan tanah bagi produktivitas yang berkelanjutan. Buatlah dalam bentuk makalah dan dipresentasikan secara berkelompok. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 161 BAB III. PENUTUP Akhir-akhir ini dengan jelas dunia dengan tragis memberi contoh praktek-praktek pertanian yang tidak berkelanjutan. Kekeringan, banjir, penebangan hutan, serangan hama serangga yang tak terkendali, erosi, dan bencana ekonomi pada sistem produksi makanan mengancam sedikitnya beberapa pertanian daerah pada hampir semua negara-negara. Dalam perkembangan dunia, banyak orang meninggal sebagai suatu akibat, jutaan menderita kelaparan dan penyakit, dan perkembangan ekonomi dihalangi oleh kurangnya modal sementara bantuan asing dialihkan pada kebutuhan yang lebih mendesak. Sumber Pustaka 1. Sitanala, Arsyad. 2010. Konservasi Tanah Dan Air. IPB press: Bogor. 2. Foth, H.D. 1990. Fundamentals of Soil Science. 8Ed. John Wiley & Sons. New York. 3. Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah. Akademika Pressindo. Jakarta. 4. Riquier, J. 1977. Philosophy of the world Assessment of Soil Degradation and Items for Discussion. FAO Soils Bull, Rome. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 162 LAMPIRAN GARIS BESAR POKOK PENGAJARAN (GBRP) MATA KULIAH : DASAR-DASAR ILMU TANAH (141G2103) Kompetensi Utama : Memahami dasar-dasar pembentukan tanah, sifat-sifat fisik, kimia dan biologi untuk kepentingan pertumbuhan dan produksi tanaman yang berkelanjutan, konservasi dan pengelolaan lahan. Kompetensi Pendukung : 1. Mempunyai kemampuan berkomunikasi, bekerjasama, ,mengambil keputusan. 2. Mampu mempelajari dan mengembangkan sendiri (self learn) pemahaman tentang pengetahuan dasar ilmu tanah bagi kepentingan pertanian. Kompetensi Lainnya : Membentuk pribadi yang bertanggung jawab, saling menghargai, kreatif dan berjiwa kepemimpinan. Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 163 Minggu ke 1 Materi Pembelajaran Konsepsi tanah : Kepentingan tanah Tanah sebagai hasil Bentuk Pembelajaran (Metode SCL) Kuliah di kelas Kompetensi Akhir sesi Pembelajaran Memahami kepentingan Indikator Penilaian Aktivitas Diskusi di kelas Ilmu Tanah dalam system mahasiswa dalam Tanya jawab produksi berdiskusi pelapukan Tanah sebagai medium tumbuh tanaman Bobot Nilai (%) Mampu menjelaskan Ketepatan dalam tanah sebagai suatu menjawab dan system, penyusun tanah, menanggapi 5 dan tanah sebagai media Tanah sebagai system tumbuh tanaman. tiga fase 2 Pembentukan tanah : Batuan dan bahan induk Proses pelapukan fisik dan kimia Faktor-faktor Diskusi kelompok Mampu memahami proses pembentukan tanah Aktivitas mahasiswa dalam berdiskusi Ketepatan dalam menjawab dan menanggapi pembentuk tanah Perkembangan profil tanah Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 164 5 3 Mineral dalam tanah Klasifikasi mineral Tugas perorangan Mampu menjelaskan Diskusi kelompok pembentukan mineral, mahasiswa dalam jenis-jenisnya, sifat-sifatnya berdiskusi tanah serta peranannya dalam Pembentukan mineral tanah Mineral liat Sifat fisik tanah : Tekstur Struktur Konsistensi Porositas Massa Tanah Tata udara tanah Suhu dan warna tanah 5 Ketepatan dalam menjawab dan menanggapi Peranan mineral tanah 4–5 Aktivitas Kuliah Mampu menjelaskan sifat- Tugas kelompok, sifat fisik dasar dari tanah Sistematika tugas 5 paper Kemutakhiran mengumpulkan referensi tentang sifat- referensi yang sifat fisik tanah yang digunakan Tampilan dibuat dalam bentuk makalah presentasi/power Presentasi hasil kerja point Tampilan presenter kelompok Kemampuan menjawab pertanyaan dan tanggapan 6–7 Air dalam tanah : Konsep energi air Kuliah Mampu memahami sifat- Tugas kelompok sifat air, retensi dan Sistematika tugas paper Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 165 10 Penentuan kandungan air tanah Presentasi hasil kerja kelompok Retensi dan pergerakan pergerakannya serta Kemutakhiran peranannya terhadap referensi yang ketersediaan unsur hara digunakan Tampilan air tanah Faktor-faktor yang presentasi/power mempengaruhi air point Tampilan presenter dalam tanah Peranan air tanah dalam Kemampuan absorpsi unsur hara. menjawab pertanyaan dan tanggapan 8-9 Sifat-sifat kimia tanah : Koloid tanah Pertukaran kation Kapasitas tukar kation Reaksi tanah Daya sanggah tanah Kejenuhan basa Kuliah Mampu memahami Tugas kelompok berbagai sifat kimia tanah Presentasi hasil kerja kelompok Sistematika tugas paper Kemutakhiran referensi yang digunakan Tampilan presentasi/power point Tampilan presenter Kemampuan menjawab Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 166 10 pertanyaan dan tanggapan 10 Bahan organik : Sumber bahan organik Komposisi bahan organik Perombakan bahan organik Humus Peranan bahan organik Kuliah Mampu mengidentifikasi Tugas kelompok, sumber bahan organik, mengumpulkan proses dekomposisi dan referensi tentang bahan peranannya pada tanah organik yang dibuat Sistematika tugas 10 paper Kemutakhiran referensi yang digunakan Tampilan dalam bentuk makalah/paper presentasi/power Presentasi hasil kerja point Tampilan presenter kelompok Kemampuan menjawab pertanyaan dan tanggapan 11 Kesuburan tanah dan Kuliah pengantar Mampu menjelaskan pemupukan : Diskusi kelompok tentang sifat-sifat tanah Tanya jawab yang mempengaruhi Faktor-faktor yang mempengaruhi ketersediaan hara Konsep dan bentuk- Sistematika tugas paper Kemutakhiran ketersediaan hara, peranan referensi yang hara dan kebutuhan hara digunakan bagi tanaman Tampilan presentasi/power Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 167 10 bentuk hara yang point Tampilan presenter diserap oleh tanaman Ketersediaan hara dalam Kemampuan tanah menjawab Peranan unsur hara pertanyaan dan dalam tanah tanggapan Kebutuhan hara tanaman 12 - 13 Klasifikasi dan survey tanah : Dasar klasifikasi Kategori klasifikasi System klasifikasi Tugas perorangan/studi Mampu memahami cara literature tentang klasifikasi tanah menurut berbagai jenis tanah berbagai system klasifikasi Kuliah lapang / dan pemetaannya pengamatan profil Sistematika tugas 10 paper Kemutakhiran referensi yang digunakan Keaktifan Survey dan pemetaan Kemampuan tanah menjawab pertanyaan dan tanggapan 14 - 15 Pengelolaan tanah dan air untuk produktivitas tanah yang tinggi dan Tugas kelompok dan studi kasus Tugas presentasi kelompok Mampu menganalisis hubungan produktiviats tanah dan keberlanjutannya Sistematika tugas paper Kemutakhiran referensi yang Modul Pembelajaran Dasar Dasar Ilmu Tanah 168 10 berkelanjutan : dengan pengelolaan tanah digunakan Keaktifan Persyaratan Kemampuan karakteristik fisik, menjawab kimia, dan biologi tanah pertanyaan dan bagi pertumbuhan & tanggapan produktivitas tanaman. Pengelolaan tanah dan air bagi produktivitas tanaman yang berkelanjutan Degradasi tanah dan pengendaliannya 16 |
Hormon tumbuhan yang paling banyak ditemukan pada daun yang hampir gugur adalah
Pos Terkait
Copyright © 2024 ketajaman Inc.
