KEMAMPUAN TANAH MENGIKAT AIR DAN LAJU GERAK KAPILARITAS AIR PADA BEBERAPA JENIS TANAH YANG TERDAPAT
DI SEKITAR UNIVERSITAS RIAU
Yunita Sari NIM : 1405112576
Program Studi Pendidikan Biologi Jurusan PMIPA FKIP Universitas Riau Pekanbaru 28293
E-mail : yunita.sari@student.unri.ac.id
ABSTRACT
Penelitian dilakukan untuk mengetahui laju gerak kapilaritas air dan kemampuan beberapa jenis tanah dalam mengikat air pada tanggal 18 Maret 2016. Penelitian dilakukan dengan metode eksperimen. Data yang diperoleh disajikan dalam bentuk tabel dan grafik serta di analisis secara deskriptif. Data hasil penelitian mengenai percobaan kapilaritas air dengan melakukan perbandingan ketinggian air (cm) pada kapiler tabung pada ketiga jenis sampel tanah dalam waktu t menunjukkan hasil bahwa tanah humus mempunyai kemampuan kapilaritas air lebih besar daripada kedua sampel tanah lainnya yaitu 5 cm/menitnya. Sedangkan data hasil kedua yaitu mengukur volume air yang tertahan untuk menentukan kapasitas tanah lapang pada setiap jenis tanah yaitu tanah hitam, tanah humus dan tanah pasir, didapat hasil bahwa tanah hitam memilki kemampuan kapasitas lapang yang lebih besar dibandingkan dua sampel tanah lainnya yaitu mampu menahan 12 ml air dari 20 ml volume air yang dituangkan.
Key Words: Gerak Kapilaritas Air, Kapasitas Lapang Tanah PENDAHULUAN
Air mempunyai fungsi yang penting dalam tanah. Menurut Majid (2011) bahwa air terdapat dalam tanah karena ditahan (diserap) oleh massa tanah, tertahan oleh lapisan kedap air, atau karena keadaan drainase yang kurang baik. Air dapat meresap atau ditahan oleh tanah
karena adanya gaya-gaya adhesi, kohesi, dan gravitasi.
muncul karena pengikisan bebatuan. Pembekuan air di dalam retakan bebatuan menyebabkan bebatuan pecah secara mekanis, dan asam lemah di dalam tanah menghancurkan bebatuan secara kimiawi. Ketika organisme-organisme menembus batu, mereka mempercepat penghancuran melalui agen agen mekanis dan kimiawi. (Campbell, 2008 )
Tanah-tanah yang bertekstur pasir mempunyai luas permukaan yang kecil sehingga sulit untuk menahan air maupun unsur hara. Tanah-tanah yang bertekstur lempung mempunyai luas permukaan yang besar sehingga kemampuan menahan air dan menyediakan unsur hara tinggi. Tanah bertekstur halus lebih aktif dalam reaksi kimia daripada tanah yang bertekstur kasar. Tanah-tanah yang bertekstur halus mempunyai kemampuan menyimpan air dan hara makanan bagi tanaman (Kay, 2000)
Kapilaritas adalah pergerakan air dari situs yang berkadar tinggi ke situs yang berkadar air rendah akibat kenaikan energy retensinya. Kapilaritas air pada tanah ini dipengaruhi oleh struktur tanah. Struktur tanah merupakan sifat fisik tanah yang menggambarkan susunan ruangan partikel-partikel tanah yang bergabung satu dengan yang lain membentuk agregat dari hasil proses pedogenesis. Struktur tanah berhubungan dengan cara dimana
partikel pasir, debu, dan liat relatif disusun satu sama lain (Dani, 2000)
Menurut Hardjowigeno (2003) tekstur tanah menunjukkan kasar halusnya tanah. Tekstur tanah merupakan perbandingan antara butir-butir pasir, debu dan liat. Untuk membedakan masing-masing tekstur tanah dapat dilihat ciri–ciri dari ketiga tekstur tanah tersebut. Selain itu, setiap tekstur tanah mempunyai karakteristiknya masing–masing. Karateristik tekstur pasir yaitu daya menahan air rendah, ukuran yang besar menyebabkan ruang pori besar lebih banyak, perkolasi cepat, sehingga aerasi dan drainase tanah pasir relative baik. Partikel pasir ini berbentuk bulat dan tidak lekat satu sama lain. Karakteristik tekstur debu yaitu pasir kecil, yang tanah keringnya menggumpal tetapi mudah pecah jika basah, empuk dan menepung. Fraksi debu mempunyai sedikit sifat plastis dan kohesi yang cukup baik. Karateristik tekstur liat yaitu berbentuk lempeng, punya sifat lekat yang tinggi sehingga bila dibasahi amat lengket dan sangat plastis, sifat mengembang dan mengkerut yang besar.
besar kisarannya (Hakim et all. 1986). Kapasitas lapang adalah keadaan tanah yang cukup lembab yang menunjukan air terbanyak yang dapat ditahan oleh tanah terhadap gaya tarik gravitasi. Tinggi rendahnya kapasitas lapang tergantung pada jenis tanah dan ruang pori-pori total pada setiap jenis tanah berbeda sebab ruang pori-pori total pada tanah berpasir semakin rendah, tetapi sebagian dari pori-pori itu terdiri dari pori-pori yang besar dan sangat efisien dalam lalu lintas air maupun udara. Faktor-faktor yang mempengaruhi kadar air di dalam tanah adalah tekstur tanah, kadar bahan organik tanah, kedalaman solum atau lapisan tanah, iklim dan tumbuhan, senyawa kimiawi, pori tanah, dan permeabilitas tanah.
Kapasitas lapang adalah keadaan tanah yang cukup lembab yang menunjukan air terbanyak yang dapat ditahan oleh tanah terhadap gaya tarik gravitasi. Tinggi rendahnya kapasitas lapang tergantung pada jenis tanah dan ruang pori-pori total pada setiap jenis tanah berbeda sebab ruang pori-pori total pada tanah berpasir semakin rendah, tetapi sebagian dari pori-pori itu terdiri dari pori-pori yang besar dan sangat efisien dalam lalu lintas air maupun udara. (Rohmat dan Soekarno, 2006)
Berdasarkan hal diatas, terdapat rumusan permasalahan yaitu bagaimana kemampuan tanah mengikat air dan gerak kapilaritas air
pada beberapa jenis tanah. Maka perlu dilakukan percobaan dengan tujuan untuk mengetahui kemampuan tanah mengikat air dan gerak kapilaritas air pada beberapa jenis tanah.
BAHAN DAN METODE
Percobaan ini dilaksanakan di laboratorium PMIPA FKIP Universitas Riau pada tanggal 17 Maret 2016. Alat yang digunakan pada percobaan ini adalah; pipa gelas (semprong kaca) yang berdiameter 5 cm dan tinggi 25 cm sebanyak 3 buah, beker glass 3 buah, gabus stereofoam 3 buah , kain kasa, dan karet gelang sebanyak 3 buah. Sedangkan bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah: empat jenis tekstur tanah yakni tanah pasir, tanah humus, tanah hitam dan tanah liat.
setiap 5 menit selama 30 menit. Masukkan data hasil pengamatan ke dalam tabel.
Cara kerja praktikum kedua untuk mengetahui kapasitas lapang tanah adalah sebagai berikut; (1) Keringkan ke-3 sampel tanah sampai tidak mengandung air (2) tutuplah salah satu lubang pipa kaca lampu (semprong) dengan karet penyumbat yang telah diberi saluran buangan air kasa. Timbanglah beratnya (3) Masukkan sampel tanah ke dalamnya sampai ketingian 5 cm dari dasar kaca, lalu timbanglah berat totalnya (4) Hitung berat tanahnya dan hitung pula volumenya (5) tegakkan pipa (6) Tuangkan 20 ml air melalui
mulut pipa dan biarkan air meresap ke dalam tanah (7) Ukur kecepatan tanah melakukan air dengan mencatat waktu yang dibutuhkan dari awal penuangan air sampai tetes pertama muncul (8) Biarkan air terus lalu sampai tidak ada lagi air yang menetes keluar keluar. Keadaan air tanah itu disebut dalam keadaan “kapasitas lapang” (field capacity) (9) dicatat volume yang dilalukan (tertampung dalam beker) dan hitung berapa air tertahan oleh partikel tanah (volume mula-mula – volume dilalukan) dan (10) Masukkan data hasil pengamatan kemampuan tanah mengikat air dalam tabel yang sudah disediakan.
HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Gerak Kapilaritas Air
Gerak kapilaritas air pada tanah pasir, tanah humus dan tanah liat berdasarkan hasil percobaan dapat dilihat pada Tabel 1 dan Grafik 1 berikut ini.
Tabel 1. Tabel ketinggian air (cm) kapiler pada tabung pada ketiga jenis tanah
Menit ke : Tanah Pasir Tanah Humus Tanah Liat
1 3,5 cm 4 cm 1,5 cm
2 3,7 cm 4,5 cm 1,8 cm
3 4 cm 4,8 cm 2 cm
4 4,2 cm 5,1 cm 2,9 cm
5 4,6 cm 5,5 cm 3,2 cm
Grafik 1. Grafik ketinggian air (cm) kapiler pada tabung ketiga jenis tanah
5 10 15 20 25 30
0 1 2 3 4 5 6
Tanah Pasir
Tanah Humus
Tanah Liat
Menit ke-Ketinggian (cm)
Dari grafik di atas didapatkan hasil dari ketiga sampel tanah yang digunakan, tanah yang memiliki kapilaritas lebih besar adalah tanah humus. Hal ini di karenakan humus memiliki struktur yang tidak rapat dan memiliki banyak pori-pori sehingga memungkinkan aliran air yang cepat kedalam tanah. Hal tersebutlah yang menyebabkan tanah humus lebih cepat menyerap air dibandingkan dengan tanah-tanah yang lain. Dapat dilihat pada tabel pada 5 menit pertama tanah humus sudah mampu menyerap air hingga ketinggian 4 cm, sedangkan tanah
pasir menyerap air hingga 3,5 cm serta tanah liat 1,5 cm. Tanah liat memiliki daya kapilaritas terendah karena tanah liat memiliki pori mikro sehingga kecepatan air untuk merambat lebih lambat dibanding dengan kecepatan rambat air pada tanah humus dan tanah pasir.Urutan kecepatan gerak kapilaritas pada ketiga jenis tanah yaitu tanah humus, tanah pasir dan tanah liat. Tekstur tanah akan mempengaruhi kemampuan tanah dalam menyimpan dan menyediakan unsure hara bagi tanaman (Tambunan, 2008).
2. Kemampuan Tanah Mengikat Air
Tabel 2. Tabel Kadar Air Tanah (G) Pada Kapasitas Lapangan Pada Tiga Jenis Tanah
Ulangan Tanah Hitam Tanah Humus Tanah Pasir Waktu
Rerata 41 detik 16 ml 23 detik 14 ml 35 detik 15 ml
Berdasarkan Tabel 2 tersebut, dapat dilihat bahwa waktu yang dibutuhkan untuk tetes pertama pada masing-masing tanah berbeda. Pada tanah hitam dibutuhkan waktu 15 detik, pada tanah humus dibutuhkan waktu 2 detik dan pada tanah pasir dibutuhkan waktu 10 detik. Secara berurutan tetes pertama dimulai dari tanah humus, tanah pasir dan kemudian tanah hitam.
Sesuai dengan sifatnya, tanah dapat menahan air. Sehingga saat air yang dituangkan sebanyak 20 ml ke masing-masing tanah, terdapat beberapa volume yang tertahan oleh tanah. Berdasarkan Tabel 2 volume air yang tertahan pada masing-masing tanah berbeda. Pada tanah hitam paling banyak menahan air dibanding 2 jenis tanah lainnya yaitu sebanyak 12 ml, pada tanah humus menahan air sebanyak 8 ml dan pada tanah pasir menahan air sebanyak 10 ml. Dari data tersebut dapat disimpulkan bahwa tanah hitam lebih banyak menahan air.
Menurut Hakim et al (1986) bahwa tanah yang didominasi pasir
akan banyak mempunyai pori-pori makro, tanah yang didominasi debu akan mempunyai pori-pori meso (sedang), sedangkan didominasi liat akan banyak mempunyai pori-pori mikro. Hal ini berbanding terbalik dengan luas permukaan yang terbentuk, luas permukaan mencerminkan luas situs yang dapat bersentuhan dengan air, energi atau bahan lain, sehingga makin dominan fraksi pasir akan makin kecil daya tahannya untuk menahan tanah.
ketimbang tanah bertekstur debu akan menyebabkan tanaman kekurangan air. Selain itu, Kohnke (1989) menyatakan bahwa, tanah bertekstur kasar (pasir) mempunyai kandungan bahan organik sangat rendah. Tanah hitam lebih baik untuk dijadikan sebagai media tanam dibanding tanah pasir dan tanah humus karena kecepatan penyerapan air dan kemampuan tanah menahan air yang sedang. Selain itu, tanah hitam juga memiliki unsur hara yang cukup untuk tanaman.
KESIMPULAN
Tanah merupakan media penting bagi tumbuhan karena tanah menyediakan berbagi kebutuhanya. Tanah humus memiliki daya serap yang lebih cepat dibandingkan tanah pasir dan tanah liat. Hal ini dipengaruhi oleh struktuh tanah humus yang berongga dan ukuran partikel yang relatif lebih besar. Sedangkan untuk kemampuan tanah mengikat air paling lama pada tanah liat karena mengandung pori mikro yang lebih banyak dan memiliki luas
permukaan yang besar. Namun yang paling baik digunakan sebagai media tanam adalah tanah humus.
Pada kemampuan tanah mengikat air yang paling tinggi dari ketiga jenis tanah adalah pada tanah hitam, hal ini disebabkan oleh partikel – partikel yang sangat kecil berukuran koloid dengan banyak permukaan hidrofilik, Jadi air yang kadarnya lebih rendah daripada kapasitas lapang sebagian besar di tahan oleh daya tarik antara molekul air dan permukaan partikel tanah liat. Kemampuan tanah mengikat air yang dari tinggi ke rendah secara berurut adalah tanah hitam, tanah pasir dan tanah kebun.
DAFTAR PUSTAKA
Campbell, dkk. 2008. Biologi Jilid II Edisi kedelapan. Erlangga : Jakarta
Dani, Or and J. M. Wrath. 2000. Water movement in soil. In M. E. Summer (ed.). Handbook of Soil Science. CRC Press, Boca Raton-London-New York-Washington D.C. p. A53-A86. Hardjowigono, H.S. 2003. Ilmu
Tanah. Akademika Pressindo, Jakarta.
Kay, B. D. and D. A. Angers. 2000. Soil structure. In M.E. Summer (ed.). Handbook of Soil Science. CRC Press, Boca Raton-London-New York Washington D.C. p. A229-A276.
Kohnke, H. 1989. Fisika Tanah. TerjemahanB.D. Kertonegoro. Jurusan Tanah Fak.Pertanian UGM. Yogyakarta. 264
Madjid, 2011. Air Tanah dan Kadar Air Tanah.
http://dasar2ilmutanah.blogspo
t.com/2009/04/fisika-tanah-bagian-6-air-tanah-dan.html. (19 Maret 2016)
Rohmat, D., I. Soekarno. 2006. Formulasi Efek Sifat Fisik Tanah terhadap Permeabilitas dan Suction Head Tanah. Jurnal BIOTURA, Vol. 8 No.1 Maret 2006.
Tambunan, W.A. 2008. Kajian Sifat Fisik Tanah dan Kimia Tanah
Hubungannya dengan
