17/02/2013. Matriks Tanah Pori 2 Tanah. Irigasi dan Drainasi TUJUAN PEMBELAJARAN TANAH DAN AIR 1. KOMPONEN TANAH 2. PROFIL TANAH.

M MINGGUINGGU22

H

H ^{UBUNGAN UBUNGAN} T

T ANAH ANAH -- A A IR IR -- T T ANAMAN ANAMAN

Irigasi dan Drainasi

Widianto (2013) Lab. Fisika Tanah FPUB

T UJUAN P EMBELAJARAN

Air – Tanah – Tanaman

1. Memahami sifat dan karakteristik tanah untuk menyediakan air bagi tanaman

2. Memahami proses-proses aliran air dalam tanah

3. Memahami keadaan air dalam tanah dan hubungannya dengan tanaman dan faktor²lingkungan

4. Bisa menghitung jumlah air yang ada dalam tanah 5. Bisa memanfaatkan data tanah untuk perencanaan dan

pengoperasian irigasi dan drainasi

T ANAH DAN A IR

1. SIFAT FISIK TANAH

• Komposisi Tanah

• Profil Tanah

• Tekstur Tanah

• Struktur Tanah 2. ALIRAN AIR KEDALAM TANAH

• Proses Infiltrasi

• Laju Infiltrasi

• Faktor yang Mempengaruhi Infiltrasi

3. KONDISI AIR TANAH

• Kadar Air Tanah

• Hubungan Kadar Air dengan Potensial Air (Kurva pF)

• Air Tersedia bagi Tanaman

Air – Tanah – Tanaman

SIFAT FISIK TANAH SIFAT FISIK TANAH

Akar tanaman

1. K OMPONEN T ANAH

• Matriks Tanah

• Pori ² Tanah

Air tanah Udara tanah

Padatan tanah

2. P ROFIL T ANAH

Lapisan olah

Lapisan olah dalam

Lapisan tanah bawah

Batuan induk

3. H UBUNGAN A NTAR K OMPONEN T ANAH 3. H UBUNGAN A NTAR K OMPONEN T ANAH

Udara = Air Air = Water

Padatan = Solid

Volume komponen dinyatakan dengan satuan m

³

Massa komponen dinyatakan dengan satuan kg

3. H UBUNGAN A NTAR K OMPONEN T ANAH

Udara = Air

Air = Water

Padatan = Solid

M

_U

massa udara V

_U

volume udara

M

_A

massa air V

_A

volume air

M

_P

massa padatan V

_P

volume padatan

{ { {

3. H UBUNGAN A NTAR K OMPONEN T ANAH

Hubungan-hubungan antar Komponen (Udara – Air – Padatan) :

1. Kadar Air (massa) - w 2. Kadar Air (volume) – θ θ θ θ 3. Berat Jenis Padatan - ρ ρ ρ ρ

_s

4. Berat Jenis Air - ρ ρ ρ ρ

_w

5. Berat Isi Tanah - ρ ρ ρ ρ

_b

6. Porositas Tanah - f 7. Rasio Ruangan - e 8. Derajat Kejenuhan - s 9. Porositas terisi Udara - f

_s

4. T EKSTUR T ANAH Partikel Tanah (USDA) Partikel Tanah (USDA)

Partikel Ukuran Diameter Bentuk Dasar Pasir 50 – 2.000 µm Kubus atau Bola

Debu 2 – 50 µm Kubus atau Bola

Liat < 2 µm Lempeng

Tekstur Tanah Tekstur Tanah

• Sifat berat atau ringan tanah apabila diolah yang ditentukan oleh banyaknya partikel pasir, debu atau liat dalam tanah tersebut

• Komposisi (persen massa) dari partikel pasir, debu dan liat yang menyusun tanah

4. T EKSTUR T ANAH

Sifat2 Tanah berdasarkan Tekstur Sifat2 Tanah berdasarkan Tekstur

Tekstur



PASIR DEBU LIAT

Jika dirasakan Kasar Licin Halus

Jika diolah Ringan Sedang Berat

Jika diberi Air Mudah Kering Lembab Tetap Basah

Aliran Air Cepat meresap Sedang Lambat, tergenang

Kelekatan Tidak melekat Agak lekat Sangat lekat

Jika Kering Lepas Agak lekat Keras dan lekat

5. K ELAS T EKSTUR T ANAH 6. TRUKTUR T ANAH

Struktur Tanah : susunan partikel tanah primer menjadi gumpalan yang disebut agregat atau peds”

REMAH atau GRANULAR

TIANG MEMBULAT atau COLUMNAR

TIANG TAJAM atau PRISMATIC

BUTIR TUNGGAL atau SINGLE GRAIN LEMPENG atau

PLATY GUMPAL atau

BLOCKY

6. S TRUKTUR T ANAH

STRUKTUR GRANULAR

STRUKTUR LEMPENG STRUKTUR PRISMATIK

LEMPENG

REMAH

TIANG

6. S TRUKTUR T ANAH

P ERHITUNGAN A IR DALAM T ANAH

•• Berat Isi Tanah Berat Isi Tanah

•• Berat Jenis Padatan Berat Jenis Padatan

•• Porositas Tanah Porositas Tanah

•• Kadar Air : Kadar Air :

1.

1. Kadar Air MassaKadar Air Massa 2.

2. Kadar Air VolumeKadar Air Volume 3.

3. Tebal/tinggi Air Tebal/tinggi Air

Tujuan Akhir :

Mampu mengukur dan menghitung berapa jumlah air yang ada di dalam profil tanah

Perhitungan Dasar

J UMLAH A IR DALAM T ANAH : K ADAR A IR T ANAH

Volume air = 150 mm = 0,150 m x 1 m x 1 m = 0,150 m³ Volume Tanah = 1 m x 1 m x 1 m = 1 m³

Jika tanah semula dalam keadaan kering diberi air 150 mm, maka kadar air tanah sekarang = 0,150 m³/ 1 m³= 0,15 m³m^-3atau 15% volume

A

A LIRAN LIRAN A A IR IR K K EDALAM EDALAM T T ANAH ANAH

I NFILTRASI : MASUKNYA AIR KEDALAM TANAH

I NFILTRASI : MASUKNYA AIR KEDALAM TANAH

M

ENGUKUR

K

ECEPATAN

M

ASUKNYA

A

IR KEDALAM

T

ANAH

: L

AJU

I

NFILTRASI

K ONSEP L AJU I NFILTRASI

Laju Infiltrasi dinyatakan dengan satuan panjang per waktu : cm menit^-1, cm jam^-1 , cm hari^-1

L AJU I NFILTRASI

Kelas Kategori Infiltrasi Laju Infiltrasi (cm jam

^-1

)

1 Sangat Lambat < 0,1

2 Lambat 0,1 – 0,5

3 Agak Lambat 0,5 – 2,0

4 Sedang 2,0 – 6,0

5 Agak Cepat 6,0 – 12,5

6 Cepat 12,5 – 25,0

7 Sangat Cepat > 25,0

Catatan :

• Kelas 1 tidak sesuai untuk irigasi (biasanya justru drainasi)

• Kelas 6 dan 7 lebih sesuai untuk irigasi curah

Sumber : Landon (1984). Booker Tropical Soil Manual

L AJU I NFILTRASI DAN T EKSTUR T ANAH

Laju Infiltrasi semakin lambat

P ENGARUH S TRUKTUR T ANAH L AJU I NFILTRASI DAN K ADAR A IR T ANAH ( AWAL )

P ENGARUH T EKSTUR T ANAH

Kelas Tekstur Tanah Laju Infiltrasi (cm jam

^-1

) Rata-rata Kisaran Normal

Pasir 5 2 – 25

Lempung Berpasir 2 1 – 8

Lempung 1 0,1 – 2,0

Lempung Berliat 1,8 0,2 – 1,5

Liat Berdebu 0,2 0,03 – 0,5

Liat 0,05 0,01 – 0,8

Sumber : Landon (1984). Booker Tropical Soil Manual

A

A ^{IR IR DALAM DALAM} T T ^{ANAH ANAH}

A IR DALAM P ORI T ANAH

Available water for plants

K LASIFIKASI A IR DALAM T ANAH (F ISIK VS B IOLOGI )

FISIK BIOLOGI

0.0

- 30 -15 - 0.2

gravitasi

kapiler

uap

tidak tersedia (drainase)

tersedia

tidak tersedia

ψ

^(bars)

Jenuh

Kap. Lapangan

Titik Layu

Air Higroskopis

K APASITAS M ENAHAN A IR T ERSEDIA

Status Air Tanah Status Potensial Air

Keterangan

pF atm (bar)

Jenuh (saturation)

0 0 Tanah selalu tergenang atau setelah hujan sangat lama. Biasanya permukaan tanah sedikit berair Kapasitas

Lapangan (field capacity)

1 – 2,5 0,1 -0,3 Kondisi air dalam tanah setelah hujan berhenti (bisa sesaat sampai beberapa jam atau hari). Aliran air ke bawah lambat sekali atau sudah berhenti.

Titik Layu Tetap (permanent wilting point)

4,2 15 Kondisi air dalam tanah setelah berhari-hari tidak terjadi hujan atau disiram, ditandai dengan kebanyakan tanaman layu sampai mati

Catatan :

Status potensial pada Kapasitas Lapangan sering dipakai pF 2,5 atau 1/3 atm, namun untuk daerah tropis disarankan pF 1,0 - 2,0 atau 0,01 – 0,1 atm

K URVA P F = K URVA K ARAKTERISTIK A IR T ANAH

Potensial AirTanah(pF)

Kadar Air (%, volume)

U KURAN P ORI : E KIVALEN D IAMETER

Macam Pori

Ukuran Pori

(Ekivalen Diameter)

Catatan

Pori Makro (kasar)

> 100 µµµµm • Sebagai aerasi dan drainasi.

• Dapat dilihat dengan mata telanjang

Pori Meso (sedang)

30 – 100 µµµµm • Menghantar air kapiler cepat

• Dapat dilihat dengan perbesaran 10 x

Pori Mikro (halus)

< 30 µµµµm • Menahan air higroskopis dan kapiler lambar

• Tidak bisa diamati

Pori Total -- • Jumlah ruangan pori identik

dengan kadar air volume pada kondisi jenuh (saturated)

K APASITAS M ENAHAN A IR T ERSEDIA

Jenuh 39 50 54

Kapasitas Lapangan 10 38 49

Titik Layu Permanen 4 9 29

Pori Total 39 50 54

Pori Makro = Air Drainasi 29 12 6

Pori Meso = Air Tersedia 6 29 20

Pori Mikro = Titik Layu Permanen 4 9 29

K

URVA

K

ARAKTERISTIK

A

IR

T

ANAH

D

ISTRIBUSI

R

UANGAN

P

ORI

T

ANAH

A IR T ERSEDIA B AGI T ANAMAN

P

P ENGGUNAAN ENGGUNAAN A A IR IR OLEH OLEH T T ANAMAN ANAMAN

K EBUTUHAN A IR T ANAMAN = E VAPOTRANSPIRASI



ETc = kc x ETo

(FAO-24)

ETo = evapotranspirasi potensial kc = koefisien tanaman



Neraca Air (soil water balance)

E VAPOTRANSPIRASI : E VAPORASI + T RANSPIRASI

N ERACA A IR ( PADA L AHAN S AWAH )

Bagaimana Neraca Air pada Petak ini ? Bagaimana Siklus Air pada Petak ini ?

N ERACA A IR (W ATER B ALANCE )

ΔS = (P+Ir) – (R+E+T+D)

ΔS : perubahan simpanan lengas P : presipitasi

Ir : irigasi R : runoff E : evaporasi T : transpirasi D : perkolasi dalam

(diukur dgn lisimeter dan lapangan langsung)

P

P ^{ENERAPAN ENERAPAN I RIGASI : M ANIPULASI A IR T ANAH UNTUK T ANAMAN}

Z ONE P ERAKARAN : K AWASAN T UJUAN P EMBASAHAN I NFILTRASI : MASUKNYA AIR KEDALAM TANAH

PASIR LEMPUNG LIAT

P

ENGARUH

T

EKSTUR

T

ANAH TERHADAP

P

EMBASAHAN

I NFILTRASI : MASUKNYA AIR KEDALAM TANAH P

EMBASAHAN PADA

S

ISTEM

I

RIGASI

S

ELOKAN

I NFILTRASI : MASUKNYA AIR KEDALAM TANAH

M

ODEL

P

EMBASAHAN YANG

I

DEAL

I NFILTRASI : MASUKNYA AIR KEDALAM TANAH T

ATA

-

LETAK YANG

S

ALAH

P

ENGELOLAAN YANG

S

ALAH

Debit Aliran Air dan Penggenangan tidak tepat : terlalu besar (kiri) dan terlalu kecil (kanan)

Jarak antar selokan terlalu lebar

M ENGUKUR K ONDISI A IR D ALAM T ANAH

P

ROFIL

K

ADAR

A

IR

T

ANAH

M ENGUKUR K ONDISI A IR D ALAM T ANAH P

ROFIL

K

ADAR

A

IR

T

ANAH

: N

EUTRON

P

ROBE

M ENGUKUR K ONDISI A IR D ALAM T ANAH

P

ROFIL

K

ADAR

A

IR

T

ANAH

: T

ENSIOMETER

M ENGUKUR K ONDISI A IR D ALAM T ANAH

P

ROFIL

K

ADAR

A

IR

T

ANAH

: T

ETHA

P

ROBE

P EMANFAATAN D ATA A IR DAN T ANAH 1. P

ERENCANAAN

2. O

PERASIONAL

C ONTOH P RAKTEK :

• D

ISKUSIKAN DAN

J

AWABLAH PERTANYAAN

-

PERTANYAAN DALAM SOAL BERIKUT

(T

UGAS

T

ERSTRUKTUR

)

• D

IBAHAS DALAM

T

UTORIAL

• S

ETIAP ORANG MENYERAHKAN TUGAS ATAS NAMA MASING

-

MASING YANG DIKUMPULKAN

(

HANYA

)

MELALUI

K

OORDINATOR

K

ELAS

K

E BAGIAN

3 :

N ERACA A IR DI Z ONA P ERAKARAN