Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret sampai dengan Agustus 2005 di laboratorium Fisika dan Konservasi Tanah dan laboratorium Genesis dan Klasifikasi Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Instititut Pertanian Bogor
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan adalah contoh tanah utuh yang diambil dengan metode ring contoh pada Grumusol Cihea, Latosol Darmaga dan Regosol Laladon. Disamping bahan-bahan kimia, alat-alat yang digunakan adalah Pressure Plate Apparatus, Corong Buchner, alat-alat gelas, cawan alumunium, timbangan,
dan oven
Metode Penelitian
Penetapan Kurva Karakteristik Kelembaban Tanah.
Penetapan kurva karakteristik kelembaban tanah dilakukan menggunakan alat pressure plate apparatus yang bekerja pada pF 1; pF 2; pF 2,54; pF 3;
pF 3,5; dan pF4,2. Pada tiap taraf nilai pF di setiap jenis tanah, contoh tanah utuh yang digunakan berasal dari ring contoh yang berbeda-beda. Jenis contoh tanah dan tekanan yang diberikan ada dua macam yaitu: 1) jenis contoh tanah utuh, yaitu contoh tanah berbentuk silinder utuh dari ring contoh yang dibuang bagian atas dan bawahnya, dengan diameter ± 7 cm dan tinggi ± 1.5 cm serta penetapan kurva karakteristik kelembaban tanah dilakukan pada enam taraf pF (pF 1, 2, 2.54, 3, 3.5 dan 4.2); 2) jenis contoh tanah terbagi, yaitu contoh tanah dari ring contoh
yang juga dibuang bagian atas dan bawahnya sehingga diameternya ± 7 cm dan tingginya ± 1.5 cm kemudian dibagi menjadi empat bagian, tiga bagian digunakan untuk menetapkan kadar air pada pF 1, 2, dan 2.54. Sedangkan satu bagian sisanya digunakan untuk menetapkan kadar air pada perhitungan bobot isi dengan metode ring. Pada jenis contoh tanah terbagi, digunakan contoh tanah kering udara (lolos ayakan 2 mm) pada penetapan kadar air pF 4.2-nya (sesuai dengan yang selama ini dilakukan di laboratorium).
Jumlah contoh tanah utuh yang digunakan sebanyak 19 contoh tanah, 18 contoh tanah digunakan untuk menetapkan kurva karakteristik kelembaban pada 6 taraf nilai pF dengan 3 kali ulangan dan 1 contoh tanah digunakan untuk menetapakan bobot isi tanah (bobot isi seragam pada tiap taraf pF). Delapan belas contoh tanah utuh tersebut dijenuhi selama ± 24 jam, kemudian dimasukkan ke dalam pressure plate apparatus pada tekanan setara pF 1. Setelah mencapai kesetimbangan, contoh tanah diambil sebanyak tiga buah dan kemudian tiap contoh tanah (dari tiga contoh tersebut) dibagi menjadi dua bagian sama besar untuk menetapkan kadar air (KA % berat pada pF 1), bobot isi (bobot isi tidak seragam di tiap taraf pF) dan nilai COLE. Penetapan tersebut dilakukan dengan menimbang bobot basah dan bobot kering mutlak (setelah dioven) dan mengukur volume tanah kering mutlak pada separuh bagian yang pertama. Sedangkan pada separuh bagian yang kedua diukur bobot basah dan volume tanah dalam keadaan lembab. Contoh tanah yang lainnya selanjutnya dipindahkan ke tekanan yang lebih tinggi (pF 2, 2.54, 3, 3.5, dan 4.2). Pada tiap taraf nilai pF (setelah contoh tanah mencapai kesetimbangan dengan tekanan yang diberikan), contoh tanah
diambil sebanyak tiga buah dan ditetapkan kadar air, bobot isi (bobot isi tidak seragam pada tiap taraf nilai pF) dan nilai COLE.
Penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang.
Penetapan Kadar Air Kapasitas Lapang (KAKL) untuk tiap jenis tanah digunakan metode Bouyoucos, metode Alhrick, dan metode dengan alat Pressure Plate Apparatus. Pada metode Bouyoucos, contoh tanah kering udara lolos
ayakan 2 mm seberat ± 100 gram diletakkan pada corong Buchner yang telah dialasi kertas saring dan ditambahkan air secara berlebih. Selanjutnya corong ini dihubungkan dengan pompa vakum untuk menghisap kelebihan air. Pompa ini diatur dengan kekuatan hisap pada 330 mm Hg atau setara dengan 1/3 atmosfer.
Pompa vakum mulai menghisap setelah air menetes dari corong Buchner sampai air tidak menetes lagi dari corong tersebut. Penetapan KAKL dilakukan secara gravimetrik dengan menimbang berat basahnya (BKU) kemudian dioven pada suhu ± 1050 C untuk mendapatkan berat kering mutlak (BKM).
Metode Alhrick menggunakan contoh tanah kering udara yang lolos ayakan 2 mm dan pasir kuarsa. Gelas piala ukuran 500 ml diisi dengan pasir kuarsa setinggi 1-2 cm, kemudian diletakkan pipa kapiler tegak lurus dengan permukaan pasir. Setelah itu, gelas piala diisi dengan tanah kering udara sampai setinggi ± 3.5 cm dari bibir gelas piala. Lapisan tanah kering udara ini dibasahi dengan air sedalam ± 2.5 cm-4 cm dari permukaan lapisan tanah. Pembasahan dilakukan perlahan-lahan agar air tidak sampai membasahi pasir. Gelas piala ditutup dan disimpan selama ± 24 jam. Penetapan KAKL dilakukan dengan mengambil contoh tanah dari gelas piala sedalam ± 2.5 cm dari permukaan, ditimbang berat basahnya (BKU), dan kemudian dioven pada suhu ± 1050 C
selama ± 24 jam untuk mendapatkan berat kering mutlaknya (BKM). Baik pada metode Bouyoucos, metode Alhrick, maupun metode dengan alat Pressure Plate
Apparatus, dilakukan 3 kali ulangan untuk tiap jenis tanah. Kadar Air
(% b) ditetapkan dengan cara sebagai berikut:
( )
100%Selain dengan metode dengan alat pressure plate apparatus, kurva karakteristik kelembaban tanah juga ditetapkan dengan menggunakan persamaan matematis berdasarkan tekstur tanah yang dikembangkan oleh Raws et al. (1982), sebagai berikut:
θp = a + b (% sand) + c (% silt) + d (% clay) + e (% organic matter) +
f (bulk density, Mg/m3)
dimana a, b, c, d, dan f adalah koefisien regresi dan komponen tekstur berdasarkan sistem USDA. Raws et al. (1982) mengkorelasikan hanya untuk peubah yang paling nyata pada persamaan di atas. Nilai koefisien pada persamaan diatas dirangkum pada Tabel 1.
Tabel 1. Rangkuman Koefisien-koefisien Untuk Regresi Linier oleh Raws et al.
(1982)
Beberapa koefisien pada Tabel 1 mempunyai nilai nol yang menunjukkan pengaruh tidak nyata. Contohnya, pada potensial 10 kPa dan diatasnya bobot isi (bulk density) tidak mempengaruhi kadar air (Borg, 1982).
Penetapan Bobot Isi
Penetapan bobot isi dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan metode ring untuk penetapan bobot isi seragam di tiap taraf nilai pF dan metode clod (bongkah) untuk penetapan bobot isi yang tidak seragam di tiap taraf nilai pF
Contoh tanah dari pressure plate apparatus dibagi menjadi dua bagian, satu bagian ditimbang bobot basahnya kemudian dioven pada suhu ±105 oC untuk menetapkan kadar air pada pF yang dimaksud, sedangkan bagian yang satu lagi diikat dengan menggunakan benang tipis, ditimbang, dan selanjutnya dilapisi dengan parafin yang sudah diketahui berat jenisnya. Bongkahan tanah + parafin ini kemudian dimasukkan ke dalam air untuk mengetahui volume tanah + parafin dengan menggunakan Hukum Archimides. Bobot isi yang diperoleh pada tahap ini adalah bobot isi dalam keadaan lembab pada nilai taraf pF tertentu. Pada bagian tanah yang dioven juga mendapatkan perlakuan yang sama, setelah keluar dari oven bagian tersebut ditimbang dan kemudian dilapisi parafin dan selanjutnya diukur volume tanah + parafin dengan menggunakan Hukum Archimides. Bobot isi yang diperoleh pada tahap ini adalah bobot isi kering pada nilai pF tertentu..
Secara umum, bobot isi tanah dengan metode clod diperoleh dari perhitungan sebagai berikut:
BI =
( ( )
)
(
VBKUtnh+par/1−+VKApar = BKMVtnh.Rumus tersebut berasal dari rumus:
− tnh pardlmair pardiudara pardiudaraair air
diudara
dengan menggunakan asumsi bahwa: 1) ñair = 1 g/ml. 2) Berat tanah+parafin di udara = Berat tanah+parafin di dalam air. Sehingga berat tanah+paraffin = volume air yang dipindahkan tanah+paraffin, maka persamaan menjadi:
BI =
Jadi, tiap jenis tanah mempunyai bobot isi dalam keadaan lembab dan kering pada tiap titik penetapan kurva pF. Tiap titik dalam kurva pF ditetapkan dengan memasangkan antara hisapan matriks (hm) dengan KA (%v). Kadar air (%v) ditetapkan dengan mengalikan kadar air (%b) pada bobot isi dalam keadaan lembab untuk tiap taraf nilai pF pada kurva karakteristik kelembaban.
Penetapan Tekstur Tanah
Tekstur dari tiga contoh tanah yang meliputi Latosol Darmaga, Grumusol Cihea dan Regosol Laladon, ditetapkan dengan menggunakan metode pipet untuk 3 fraksi yang meliputi fraksi pasir, fraksi debu dan fraksi liat. Kelas tekstur ditetapkan dengan menggunakan segitiga tekstur berdasarkan USDA.
Penetapan Kerapatan Jenis Zarah dan Ruang Pori Total (KJZ dan RPT).
Penetapan Kerapatan Jenis Zarah ditetapkan dengan menggunakan metode piknometer. Adapun Ruang Pori Total ditetapkan secara matematis, yaitu:
%
Penetapan Kadar C-organik (%)
Kadar C-organik ditetapkan dengan menggunakan metode Walkley dan Black (1946). Secara matematis perhitungan kadar C-organik dituliskan sebagai berikut:
Penetapan Nilai COLE (Coefficient of Linier Extensibility)
Nilai COLE (Coefficient of Linier Extensibility) ditetapkan dengan menggunakan rumus seperti yang dikemukakan oleh Grossman et al. (1968) dan SCS-USDA (1967):