Konduktivitas hidrolik tanah merupakan kemampuan tanah dalam menghantarkan air, dinyatakan dalam satuan jarak per satuan waktu, misalnya cm/jam atau cm/menit. Konduktivitas hidrolik tanah sangat menentukan pergerakan air dalam tanah. Pada saat jenuh, pergerakan air sangat ditentukan oleh konduktivitas hidrolik jenuh, dan pada saat kondisi tak jenuh sangat ditentukan oleh konduktivitas hidrolik tak jenuh yang besarnya tergantung pada kadar air tanah. Pada sistem lahan kering, kondisi jenuh dan tak jenuh dalam
tanah terus menerus terjadi secara simultan untuk mencapai keseimbangan (Jury et al., 1991).
Kondisi jenuh di lahan kering dapat terjadi pada saat hujan yang sampai menjenuhi tanah. Pada keadaan demikian, seluruh pori dalam tanah berperan dalam proses pergerakan air, dan konduktivitas hidrolik jenuh nilainya konstan apabila struktur tanah stabil (Marshall dan Holmes, 1988). Apabila pori-pori dalam tanah didominasi oleh pori makro, maka konduktivitas hidrolik jenuh makin besar. Dengan makin berkurangnya proporsi pori makro dan makin bertambahnya proporsi pori mikro, maka konduktivitas hidrolik jenuh makin kecil. Adapun menurut Korevaar, Menelik, dan Dirksen (1983). konduktivitas hidrolik tanah merupakan fungsi dari banyaknya pori-pori yang terisi oleh air seperti persamaan berikut:
( )
2 8 1 i i i r K =∑
Δθ ητ ...(1) di mana: K = konduktivitas hidrolik (cm/jam); η = viskositas; τ = teganganpermukaan; θ = kadar air (% vol); dan r = jari-jari pori (cm)
Berdasarkan persamaan tersebut, konduktivitas hidrolik tanah terutama ditentukan oleh jumlah dan ukuran pori terbesar yang terisi oleh air.
Setelah hujan berhenti, terjadi pengurangan kadar air/pengosongan pori yang dimulai dari pori-pori yang berukuran besar, dan digantikan oleh udara. Seluruh air sisa yang mengisi pori-pori tanah bergerak mengikuti pola pergerakan air tak jenuh dengan kecepatan dikendalikan oleh konduktivitas hidrolik tak jenuh. Nilai konduktivitas hidrolik tak jenuh semakin menurun dengan makin berkurangnya kadar air dalam tanah dan pori-pori yang berperan adalah pori-pori terbesar yang masih terisi oleh air (Koorevaar et al., 1983). Pada saat kadar air tanah masih berada di atas kapasitas lapang, konduktivitas hidrolik tak jenuh ditentukan oleh kadar air pada ruang pori drainase dan pergerakan air dikendalikan oleh potensial gravitasi. Pada kadar air di bawah kapasitas lapang, pergerakan air mulai dikendalikan oleh potensial matrik tanah
Karakateristik pori yang sangat menentukan konduktivitas hidrolik baik jenuh maupun tak jenuh adalah jumlah maupun ukuran pori yang dapat mengkonduksikan air. Sebagai contoh, dalam pergerakan air jenuh tanah-tanah berpasir yang didominasi pori-pori berukuran besar dapat memiliki konduktivitas hidrolik yang lebih tinggi dibanding tanah-tanah liat dengan pori-pori sempit, walaupun total pori pada tanah liat lebih tinggi. Perekahan, lubang bekas cacing dan bekas akar merupakan saluran yang sangat baik untuk pergerakan air dalam tanah. Pada aliran jenuh, struktur tanah yang stabil dengan pori yang kaku seperti batu pasir memiliki konduktivitas hidrolik jenuh (Ks) relatif konstan, dan besarnya kira-kira 10-2 – 10-3 cm/detik pada pasir, dan 10-4 – 10-7 cm/detik pada tanah liat (Hillel, 1980).
Perubahan di dalam ukuran, jumlah, dan kontinuitas pori dapat berpengaruh terhadap konduktivitas hidrolik dalam tanah (Aydin et al., 2004; Bodhinayake et al., 2004; Dunn dan Philips, 1992). Perubahan dalam jumlah, ukuran, dan kontinuitas pori dapat disebabkan oleh berbagai proses fisik, kimia, dan biologi yang ada dalam tanah. Konsentrasi dan kandungan ion pada air irigasi yang masuk pada tanah dapat merubah ukuran, jumlah dan kontinuitas pori sehingga berpengaruh terhadap konduktivitas hidrolik tanah. Konduktivitas hidrolik tanah dapat menurun apabila konsentrasi solute berkurang, misalnya setelah irigasi atau terjadi hujan, akibat terjadinya swelling (pembengkakan) dan dispersi.
Swelling dan dispersi liat dalam matrik tanah merupakan fenomena yang saling berhubungan. Terjadinya swelling dan dispersi ini juga dipengaruhi oleh jenis kation yang ada dalam larutan tanah. Hancuran dan migrasi partikel liat selama terjadi aliran menyebabkan penyumbatan pori, sehingga mengurangi ukuran dan jumlah pori tanah (Aydin et al., 2004), selanjutnya mengurangi konduktivitas hidrolik tanah (Lado et al., 2004).
Disintegrasi agregat yang disebabkan oleh proses slaking (perpecahan) selama pembasahan dapat terjadi jika agregat tidak cukup kuat/stabil bertahan terhadap tekanan-tekanan yang dihasilkan oleh swelling, udara terjerap, pelepasan panas secara cepat selama pembasahan, dan tindakan mekanik pergerakan air (Lado et al., 2004). Swelling dan dispersi liat merupakan dua mekanisme utama
penyebab pengurangan konduktivitas hidrolik apabila tanah-tanah tercuci dan terdeionisasi, melalui penutupan pori oleh partikel-partikel liat yang terdispersi. Kebalikannya pada konsentrasi elektrolit di atas 10 mmol/liter pembengkakan liat merupakan proses utama yang menyebabkan penurunan konduktivitas hidrolik di mana pada konsentrasi larutan di bawah nilai flokulasi, dispersi dan migrasi partikel-partikel liat yang terdispersi ke dalam pori-pori konduktif merupakan proses-proses dominan (Lado et al., 2004).
Konduktivitas hidrolik (permeabilitas) tanah dapat bersifat sama atau bervariasi dari titik ke titik dalam tanah. Apabila permeabilitas tanah sangat heterogen, dikatakan memiliki permeabilitas yang inhomogenous. Inhomogenous bisa disebabkan oleh layering pada lapisan tanah. Tanah–tanah yang berlapis umumnya memilki konduktivitas hidrolik yang tidak homogen, disebabkan oleh perbedaan sifat-sifat fisik tanah. Iwata et al. (1995) membuat persamaan untuk menentukan konduktivitas hidrolik tanah-tanah yang berlapisan.
... (2)
Di mana Li adalah ketebalan tiap lapisan (cm) dan Ki (cm/jam) adalah konduktivitas tiap lapisan tanah. Apabila tanah memiliki permeabilitas yang sama pada setiap arah, dikatakan tanah yang isotropic. Tanah yang memiliki hantaran berbeda pada tiap arah, dikatakan anisotropic, misalnya konduktivitas pada arah vertikal lebih tinggi atau lebih rendah dari pada arah horisontal. Anisotropic umumnya disebabkan oleh bentuk struktur tanah, yang bisa laminar, lempeng, kolumnar, atau bentuk yang lain. Sedangkan perbedaan nilai K yang tergantung pada arah aliran sepanjang garis aliran disebut dengan asymetris.
Perubahan karakteristik pori tanah yang diakibatkan oleh pengelolaan tanah dapat mempengaruhi konduktivitas hidrolik tanah, sehingga berpengaruh pada pergerakan air dalam tanah. Pengelolaan tanah yang dapat memperbaiki pori dapat meningkatkan konduktivitas hidrolik tanah, sebaliknya pengelolaan tanah yang merusak pori tanah dapat menurunkan nilai konduktivitas hidrolik tanah.
K
rataan = Σ Li KiPerbedaan konduktivitas hidrolik tanah baik jenuh maupun tak jenuh tiap lapisan kedalaman tanah dapat sebagai petunjuk cepat atau lambatnya aliran air pada tiap kedalaman, sehingga berpengaruh pada distribusi air tiap lapisan kedalaman tanah. Distribusi air tiap kedalaman tanah berpeluang pada kelarutan hara. Selain itu, pergerakan air yang cepat berpotensi membawa hara baik yang masih berupa pupuk, terlarut, maupun yang terikat oleh koloid tanah; sehingga menentukan kadar hara pada setiap lapisan profil tanah.