Temperatur Tanah

BAB 5. TEKNIK PEMELIHARAAN TANAMAN HASIL PEMBENIHAN

5.2. Sifat Fisik Tanah

5.2.4 Temperatur Tanah

pertumbuhan tanaman dan juga terhadap kelembaban, aerasi, struktur, aktivitas mikrobial, dan enzimatik, dekomposisi serasah/sisa tanaman dan ketersediaan hara-hara tanaman. Temperatur tanah merupakan salah satu faktor tumbuh tanaman yang penting sebagaimana halnya air, udara dan unsur hara. Proses kehidupan bebijian, akar tanaman dan mikrobia tanah secara langsung dipengaruhi oleh temperatur tanah. Laju reaksi kimiawi meningkat dua kali lipat untuk setiap 10o

kenaikan temperatur.

Temperatur tanah sangat memperngaruhi aktivitas mikrobial tanah. Aktivotas ini sangat terbatas pada temperatur di bawah 10o_{C, laju optimum}

aktivitas biota tanah yang menguntungkan terjadi pada temperatur 18–30o_{C, seperti bakteri pengikat N}

pada tanah berdrainase baik. Nitrifikasi berlangsung optimum pada temperatur sekitar Pada temperatur di atas 30o_C.

Pada temperatur di atas 30o_{C lebih}

banyak unsur K-tertukar dibebaskan ketimbang pada temperatur yang lebih rendah, sehingga penyerapannya oleh akar juga meningkat. Pada temperatur di atas 40o_{C, mikrobia umumnya menjadi}

inaktif.

Temperatur adalah istilah untuk menyatakan intensitas atau level panas yang berfungsi sebagai indikator level atau derajat aktivitas molekuler. Dalam “Handbook of Chenistry and Physics”, temperatur didefibisikan sebagai “kondisi suatu bodi yang menentukan transfer panas ke atau dari bodi lainya”. Temperatur dinyatakan dalam derajat (a). Skala sentigrade pada tahun 1742 oleh Anders Celcius (ahli Astronomi Swedia), yang kemudian paling umum digunakan di dunia. Satu sentigrade = 1/100 dari total perbedaan anatar

juga digunakan untuk menyatakan temperatur absolut (derajat Kelvin), namun skalanya dimulai pada -273,18

o_{C sebagai titik nol, dan (c). Pada tahun}

1724 seorang blower gelas bangsa Jerman “Fahrenheit” mengembangkan sistem graduasi temperatur dengan menggunakan tem-peratur terbeku dari campuran amonium khlorida – es – air sebagai titik nol dan panasa darah sebagai titik 100 o_{F. (d). Hubungan}

ketiga skala temperatur ini adalah :

o_{K =} o_{C + 273} o_{C = (}o_{F – 32) x 0,556} o_{K – 273 =} o_{C = 0,556} o_{F – 17,8}

Jumlah panas yang ada dalam suatu bodi disebut seabgaai kapasitas thermal atau kapasitas panas. Kapasitas thermal suatu substansi dapat didefinisikan sebagai jumlah panas yang dibutuhkan untuk mengubah temperatur per tahun satuan bobot massa substansi tersebut. Satuan kapasitas panas adalah gram per kalori (g cal-1_{), yaitu jumlah panas}

yang dibutuhkan untuk mengubah temperatur 1 gram air dari 15 menjadi 16

o_{C. Panas spesifik adalah kapasitas}

panas suatu substansi yang dihubungkan dengan sifat air, yang berpanas-spesifik air = 1 cal g-1_,

sedangkan kebanyakan mineral-mineral penyusun tanah panas-spesifik hampir 0,2 cal g-1_{. secara umum semua}

substansi berkapasitas-panas lebih kecil dari air (Kohnke, 180).

Temperatur tanah ditentukan oleh interaksi sejumlah faktor dengan dua sumber panas, yaiut radiasi sinar matahari dan langit (dominan), serta konduksi dari interior anah (sangat sedikit). Faktor-faktor eksternal (lingkungan) yang ber-peran menyebabkan terjadinya perubahan

o_{K =} o_{C + 273} o_{C = (}o_{F – 32) x 0,556} o_{K – 273 =} o_{C = 0,556} o_{F – 17,8}

Jumlah panas yang ada dalam suatu bodi disebut sebagai kapasitas thermal atau kapasitas panas. Kapasitas thermal suatu substansi dapat didefinisikan sebagai jumlah panas yang dibutuhkan untuk mengubah temperatur per satuan bobot massa substansi tersebut. Satuan kapasitas tanah adalah gram per kalori (g cal-1 _{), yaitu jumlah}

panas yang dibutuhkan untuk mengubah temperatur 1 gram air dari 15 menjadi 16

o_{C. Panas spesifik adalah kapasitas}

panas suatu substansi yang dihubungkan dengan sifat air ini, yang berpanas – spesifik air = 1 cal g-1 _,

sedangkan kebanyakan mineral-mineral penyusun tanah berpanas-spesifik hampir 0,2 cal g -1 _{. secara umum semua}

substansi berkapasitas – panas lebih kecil dari air (Kohnke, 1980).

Temperatur tanah ditentukan oleh interaksi sejumlah faktor, dengan dua sumber panas, yaitu radiasi sinar matahari dan langit (dominan), serta konduksi dari interior tanah (sangat sedikit). Faktor-faktor eksternal (lingkungan) yang berperan menyebabkan ter-jadinya perubahan temperatur tanah meliputi : (1). Radiasi solar. Jumlah panas matahari yang mencapai permukaan bumi adalah 2 cal g-1 _cm-2 _menit-1 _{atau 2 langleys menit} -1 _,

namun yang benar-benar diterima oleh permukaan tanah jauh berkurang, tergantung pada : (a) sudut temu antar matahari –muka tanah yang dipengaruhi oleh latitudo, musim, waktu, kecuraman dan arah lereng, serta altitudo lokasinya, dan (b) insulasi oleh udara, uap air, awan, debu, kabut, salju, tetanaman, dan mulsa. (2). Didaerah Temperate,

kebutuhan energi untuk mengevaporasikan lapisan air setebal 1

cm diperlukan 560 langleys. Namun demikian hanya sebagian dari total radiasi ini yang tersedia untuk menyuplai energi yang dibutuhkan untuk evaporasi dan transpirasi tersebut. Sisa energi ini jika tidak terpakai untuk menaikan temperatur tanah dan fotosintesis, direradiasikan kembali ke langit.

Radiasi solar terjadi sebagai radiasi gelombang pendek dengan panjang gelombang antara 0,3 – 5,0 um.(1). Radiasi dari langit, yang berkontribusi relatif besar dalam menyuplai panas pada tanah di areal yang sinar mataharinya dapat menembus atmosfer bumi. (2). Konduksi panas dari atmosfer. Oleh karena konduksi panas yang menerobos udara adalah sedikit, maka efeknya terhadap temperatur tanah hanya penting apabila terjadi kontak dengan tanah. (3). Kondensasi, merupakan proses eksothermik. Apabila uap air dari atmosfer atau dari kedalaman tanah yang berbeda berkondensasi di dalam tanah maka akan terjadi peningkatan temperatur tanah, hingga 5 o_{C atau lebih. (4).}

Evaporsi, merupakan proses endothermik yang berefek kebalikan . (5). Curah hujan berperan menurunkan temperatur tanah. (6). Insulasi, dapat berupa tanaman penutup tanah, mulsa, salju, awan dan asap yang menghalangi sampainya radiasi matahari ke permukaan tanah, dan (7). Vegetasi, melalui pengaruhnya terhadap transpirasi, repleksi radiasi dan energi yang digunakannya untuk fotosintesis akan menurunkan temperatur iklim mikro dan secara tidak langsung juga temperatur tanah.

Faktor-faktor internal (tanah) yang berperan meliputi :

(1) Kapasitas thermal.

Tanah mineral kering mempunyai panas spesifik hampir 0,2 cal g-1 _{, yang}

berarti setiap 1 cm3_{(biasanya disingkat}

cc) tanah kering yang tersusun oleh 50 % padatan dan 50 % ruang pori akan mempunyai panas spesifik sebesar 0,5 x 2,65 x 0,2 = 0,265 cal cm3_{(atau rerata}

0,25 cal cm3_{) oleh karena panas spesifik}

udara sangat kecil sehingga dapat diabaikan.

Tanah yang ruang – porinya terisi air akan berpanas-spesifik = 0,265 + (0,5 x 1,0) = 0,675 cal cm3 _{, yang}

nilainya akan menurun tergantung proporsi kadar air tanahnya. Panas spesifik es hanya 0,5 cal cm3 _{. panas}

spesifik gambut secara gravimetris (bobot) akan jauh lebih besar ketimbang tanah mineral, tetapi secara volumetris tidak banyak berbeda. Tanah organik biasanya mempunyai banyak ruang pori, sehingga dalam keadaan jenuh akan berpanas-spesifik besar, yaitu sekitar 0,9 cal cm3_.

(2) Konduktivitas dan difusivitas

thermal.

Konduktivitas bahan-bahan pembentuk tanah dan sebagian besar partikel-partikel tanah adalah sekitar 0,005 cal detik -1 _cm -1 o_C-1_{. udara}

berkonduktivitas 100 kali lebih kecil sedangkan air hanya sekitar seperlima ketimbang mineral pembentuk tanah tersebut. Oleh karena itu, tanah-tanah berstruktur lepas lagi kering akan mempunyai konduktivitas thermal yang sangat rendah (0,0003-0,0005 cal detik - 1 _cm -1 o_C-1_).

(3) Aktivitas biologis.

Ativitas biologi menghasilkan panas, sehingga makin besar aktivitas ini kan makin banyak pans yang dibebaskan ke

lebih tinggi ketimbang tanah yang biologisnya tidak aktif.

(4) Radiasi

Radiasi dari tanah ke atmosfer yang terjadi secara kontinu, makin tinggi temperatur tanah akan makin besar radiasinya.

(5) Struktur, Tekstur dan

Kelembaban Tanah.

Tanah padat mempunyai konduktivitas thermal lebih besar ketimbang tanah yang gembur, akibat udara yang mengisi tanah gembur ini mempunyai konduktivitas thermal yang jauh lebih rendah ketimbang air, apalagi ketimbang partikel-partikel tanah.

(6) Garam-garam terlarut

Garam terlarut mempengaruhi evaporsi, kesuburan tanah dan aktivitas biologis tanah, sehingga secara tidak langsung berpengaruh terhadap temperatur tanah. Kadar garam yang tinggi akan menenkan aktivitas biologis ini.