KATA PENGANTAR
Ketepatan suatu rekomendasi pengelolaan lahan ditentukan oleh beberapa tahapan penelitian, seperti sebaran pengamatan, cara pengambilan contoh, pengangkutan, penyimpanan, analisis di laboratorium sampai kepada interpretasi dan pengolahan data. Oleh karena itu, diperlukan adanya suatu buku pedoman yang membahas tentang berbagai tahapan analisis sifat fisik tanah.
Semenjak diterbitkannya buku Penuntun Analisis Fisika Tanah oleh Lembaga Penelitian Tanah tahun 1979 belum ada buku penuntun baru di bidang analisis fisika tanah. Maka, dirasakan perlu untuk membuat buku yang dapat mengadopsi kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi di bidang fisika tanah. Buku ini menerangkan berbagai cara dan tahapan dalam penetapan berbagai sifat fisik tanah dengan judul ”Sifat Fisik Tanah dan Metode Analisisnya”.
Buku ini memuat beberapa topik bahasan yang dikemas dalam 22 bab yang mengulas penetapan sifat fisik tanah di lapang dan di laboratorium secara berimbang, sehingga dapat digunakan dalam berbagai survai dan penelitian yang berkaitan dengan sifat fisik tanah.
Dengan diterbitkannya buku ini, diharapkan dapat bermanfaat bagi para teknisi, mahasiswa, maupun peminat ilmu tanah lainnya sebagai buku penuntun sifat fisik tanah dan metode analisisnya.
Ucapan terima kasih disampaikan kepada Balai Penelitian Tanah dan semua pihak yang telah berkontribusi dalam penyelesaian buku ini.
Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Lahan Pertanian
Kepala,
Prof. Dr. Irsal Las, MS NIP. 080 037 663
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI ... iii
01 PENDAHULUAN ... 1
02 PETUNJUK PENGAMBILAN CONTOH TANAH ... 3
Husein Suganda, Achmad Rachman, dan S. Sotono 03 PENETAPAN BERAT VOLUME TANAH ... 25
Fahmuddin Agus, Rahmah Dewi Yustika, dan Umi Haryati 04 PENETAPAN BERAT JENIS PARTIKEL TANAH ... 35
Fahmuddin Agus dan Setiari Marwanto 05 PENETAPAN TEKSTUR TANAH... 43
Fahmuddin Agus, Yusrial, dan S. Sutono 06 PENETAPAN KEMANTAPAN AGREGAT TANAH... 63
Achmad Rachman dan Abdurachman A. 07 PENETAPAN PENETRASI TANAH ... 75
Undang Kurnia, M. Sodik Djunaedi, dan Setiari Marwanto 08 PENETAPAN KEKUATAN GESER TANAH ... 83
Achmad Rachman dan S. Sutono 09 PENGUKURAN POTENSI AIR TANAH ... 91
Nono Sutrisno, Tagus Vadari, dan Haryono 10 PENETAPAN KADAR AIR TANAH DENGAN NEUTRON PROBE ... 111
Fahmuddin Agus, Robert L. Watung, dan Deddy Erfandi 11 PENETAPAN KADAR AIR TANAH DENGAN TIME DOMAIN REFLECTOMETRY (TDR) ... 121
Fahmuddin Agus, dan Ai Dariah 12 PENETAPAN KADAR AIR TANAH DENGAN METODE GRAVIMETRI ... 131
A.Abdurachman, Umi Haryati, dan Ishak Juarsah 13 PENETAPAN KADAR AIR OPTIMUM UNTUK PENGOLAHAN TANAH ... 143
Halaman 15. PENETAPAN RETENSI AIR TANAH DI LABORATORIUM 167
Sudirman, S. Sutono, dan Ishak Juarsah
16. PENETAPAN KONDUKTIVITAS HIDROLIK TANAH
DALAM KEADAAN JENUH: METODE LABORATORIUM . 177 Ai Dariah, Yusrial, dan Mazwar
17. PENETAPAN KONDUKTIVITAS HIDROLIK TANAH
DALAM KEADAAN JENUH: METODE LAPANG ... 187 Fahmuddin Agus dan Husein Suganda
18. PENETAPAN KONDUKTIVITAS HIDROLIK TANAH
TIDAK JENUH: METODE LAPANG... 203 Fahmuddin Agus, Ai Dariah, dan Neneng L. Nurida
19. PENETAPAN PERKOLASI DI LABORATORIUM ... 213 Yusrial, Harry Kusnadi, dan Undang Kurnia
20. PENGUKURAN INFILTRASI ... 239 Ai Dariah dan Achmad Rachman
21. PENETAPAN PLASTISITAS TANAH ... 251 S. Sutono, Maswar, dan Yusrial
22. PENGUKURAN SUHU TANAH ... 261 T. Budhyastoro, Sidik Haddy Tala’ohu, dan Robert L. Watung
Sifa t Fisik Ta na h d a n Me to d e Ana lisisnya 1
1. PENDAHULUAN
Ketepatan suatu rekomendasi pengelolaan lahan sangat ditentukan oleh beberapa tahapan penelitian, mulai dari penentuan sebaran titik pengamatan, pengambilan contoh tanah, pengangkutan dan penyimpanan contoh untuk analisis di laboratorium, sampai pada proses analisisnya.
Interpretasi dan pengolahan data yang dihasilkan dari suatu analisis mempengaruhi rekomendasi yang dikeluarkan dari suatu penelitian. Buku ini menerangkan berbagai tahap dalam penetapan berbagai sifat fisik tanah.
Semenjak diterbitkannya buku Penuntun Analisa Fisika Tanah oleh Lembaga Penelitian Tanah pada tahun 1979, belum ada buku penuntun yang baru yang mengadopsi kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi di bidang analisis fisika tanah. Pada buku penuntun terbitan tahun 1979 tersebut, analisis terutama terkonsentrasi pada metode laboratorium. Pada buku ini, yang berjudul “Sifat Fisik Tanah dan Metode Analisisnya” diuraikan beberapa metode baru, salah satunya adalah penggunaan Time Domain Reflectometry (TDR) untuk penentuan kadar air tanah.
Setiap bab di dalam buku ini dimulai dengan prinsip analisis, yang memberikan pengertian tentang definisi suatu sifat fisik tanah serta teori tentang analisis sifat fisik tanah tersebut. Peralatan, bahan dan metode analisis serta metode perhitungan merupakan bagian terpenting dari setiap bab.
Bab 2 menerangkan tentang cara pengambilan contoh tanah untuk analisis di laboratorium. Di dalam bab ini juga dibahas tentang metode statistik untuk interpretasi data.
Bab 3 sampai Bab 5 membahas tentang sifat padatan tanah (soil solids). Di dalam Bab ini termasuk penetapan berat volume tanah dan berat jenis partikel. Penetapan berat volume merupakan suatu penetapan sifat fisik yang paling umum dilakukan karena mudah melakukannya, namun datanya memberikan informasi yang mempunyai implikasi luas dalam pengelolaan tanah. Penetapan berat jenis partikel relatif jarang dilakukan dalam penelitian tanah, namun adakalanya sangat penting dalam interpretasi penelitian tentang erosi angin dan proses sedimentasi.
Penetapan tekstur tanah merupakan penetapan yang cukup sering dilakukan, karena tekstur mempunyai hubungan yang erat dengan berbagai sifat fisik, kimia, dan biologi tanah.
2
Bab 6 sampai Bab 8 membahas tentang struktur tanah, termasuk didalamnya, kemantapan agregat tanah, penetrasi tanah, dan kekuatan geser tanah. Sifat-sifat ini sangat berhubungan dengan penetrasi akar, aerasi dan drainase tanah, kandungan air tanah, dan kepekaan tanah terhadap erosi.
Sifat-sifat yang berhubungan dengan kandungan air tanah dibahas dalam Bab 9 sampai Bab15, sedangkan sifat yang berhubungan dengan fluks air tanah diuraikan pada Bab 16 sampai Bab 20. Reologi tanah (batas plastis) dibahas di dalam Bab 21.
Bab 22 membahas tentang pengukuran suhu tanah. Metode ini belum dimuat di dalam buku Penuntun Analisa Fisika Tanah terbitan tahun 1979.
Penetapan sifat fisik tanah di lapangan dan di laboratorium dibahas secara lebih berimbang, sehingga buku ini dapat digunakan dalam survei maupun berbagai penelitian tanah yang menggunakan metode analisis sifat fisik tanah di lapangan, di laboratorium, atau kombinasi keduanya.
Diharapkan buku ini dapat memenuhi tujuannya berupa penuntun untuk teknisi, mahasiswa, dan peminat ilmu tanah.
Pe tunjuk Pe ng a mb ila n Co nto h Ta na h 3
2. PETUNJUK PENGAMBILAN CONTOH TANAH
Husein Suganda, Achmad Rachman, dan Sutono 1. PENDAHULUAN
Tanah mempunyai sifat sangat kompleks, terdiri atas komponen padatan yang berinteraksi dengan cairan, dan udara. Komponen pembentuk tanah yang berupa padatan, cair, dan udara jarang berada dalam kondisi kesetimbangan, selalu berubah mengikuti perubahan yang terjadi di atas permukaan tanah yang dipengaruhi oleh suhu udara, angin, dan sinar matahari.
Untuk bidang pertanian, tanah merupakan media tumbuh tanaman. Media yang baik bagi pertumbuhan tanaman harus mampu menyediakan kebutuhan tanaman seperti air, udara, unsur hara, dan terbebas dari bahan-bahan beracun dengan konsentrasi yang berlebihan. Dengan demikian sifat-sifat fisik tanah sangat penting untuk dipelajari agar dapat memberikan media tumbuh yang ideal bagi tanaman.
Pengambilan contoh tanah merupakan tahapan penting untuk penetapan sifat-sifat fisik tanah di laboratorium. Prinsipnya, hasil analisis sifat-sifat fisik tanah di laboratorium harus dapat menggambarkan keadaan sesungguhnya sifat fisik tanah di lapangan.
Keuntungan penetapan sifat-sifat fisik tanah yang dilakukan di laboratorium dapat dikerjakan lebih cepat, dan dalam jumlah contoh tanah relatif lebih banyak. Kerugiannya adalah contoh tanah yang diambil di lapangan bersifat destruktif, karena dapat merusak permukaan tanah, seperti terjadinya lubang bekas pengambilan contoh tanah, cenderung menyederhanakan kompleksitas sistem yang ada di dalam tanah, dan sebagainya.
Sifat-sifat fisik tanah yang dapat ditetapkan di laboratorium mencakup berat volume (BV), berat jenis partikel (PD = particle density), tekstur tanah, permeabilitas tanah, stabilitas agregat tanah, distribusi ukuran pori tanah termasuk ruang pori total (RPT), pori drainase, pori air tersedia, kadar air tanah, kadar air tanah optimum untuk pengolahan, plastisitas tanah, pengembangan atau pengerutan tanah (COLE = coefficient of linier extensibility), dan ketahanan geser tanah.
Sug a nda e t a l.
4
Kelemahan penetapan sifat-sifat fisik tanah di laboratorium, antara lain dapat terjadi penyimpangan data akibat pengambilan contoh tanah yang tidak tepat, metode, waktu pengambilan maupun jarak tempuh pengiriman contoh tanah ke laboratorium yang terlalu lama/jauh, sehingga menyebabkan kerusakan contoh tanah.
Pengambilan contoh tanah untuk penetapan sifat-sifat fisik tanah dimaksudkan untuk mengetahui sifat-sifat fisik tanah pada satu titik pengamatan, misalnya pada lokasi kebun percobaan atau penetapan sifat fisik tanah yang menggambarkan suatu hamparan berdasarkan poligon atau jenis tanah tertentu dalam suatu peta tanah. Penetapan tekstur tanah dan stabilitas agregat tanah dilakukan menggunakan contoh tanah komposit tidak terganggu (undisturbed soil sample), dengan harapan dapat memberikan gambaran sifat-sifat fisik tanah suatu bidang lahan dengan luasan tertentu yang relatif homogen.
2. PRINSIP
Beberapa hal prinsip yang harus diperhatikan dalam pengambilan contoh tanah untuk penetapan sifat fisik tanah adalah sebagai berikut:
(i) Penetapan di laboratorium dibandingkan metode lapangan
Penetapan di laboratorium sangat banyak keuntungannya dibandingkan dengan pengukuran di lapangan. Di laboratorium, semua fasilitas pendukung seperti, listrik, gas, dan air tersedia, serta suhu mudah dikontrol. Perlengkapan baku, seperti timbangan, dan oven lebih siap daripada di lapangan. Perlengkapan yang mahal dan canggih sering tidak digunakan di lapangan, karena pertimbangan cuaca, pencurian dan vandalisme, serta kerusakan alat akibat goncangan ketika diangkut.
Selain itu, penetapan di laboratorium dapat menghemat waktu bekerja, contoh tanah dikumpulkan dari banyak lokasi yang berbeda, dan ditetapkan secara berurutan. Dibalik keunggulan tersebut, tidak semua sifat tanah dapat ditetapkan di laboratorium. Di dalam suatu penelitian neraca air, misalnya, kadar air dan potensi air tanah lebih baik dilakukan di lapangan karena intensitas pengamatan yang tinggi.
(ii) Kesalahan, keragaman, dan ketepatan
Para peneliti dihadapkan dengan data yang diperoleh dari hasil penelitiannya, apakah terjadi penyimpangan atau seberapa besar ketepatan analisisnya, dan bagaimana keragaman datanya. Untuk
Pe tunjuk Pe ng a mb ila n Co nto h Ta na h 5
mengetahui hal tersebut perlu dikaji bagaimana data diperoleh dan seberapa besar tingkat keyakinan terhadap nilai data yang diperoleh.
Aspek tingkat kepercayaan tidak terlepas dari prinsip dan metode statistik. Tujuan dari penyajian bab ini adalah untuk menerangkan prinsip dasar statistik yang ada relevansinya dengan kesalahan dalam pengamatan, dan jumlah pengamatan dari suatu pengukuran.
Pengukuran adalah kuantifikasi dari sesuatu yang dinilai, yang langsung dapat menjawab pertanyaan khusus dalam suatu percobaan.
Implikasinya adalah kuantifikasi pada urutan-urutan kegiatan akan menghasilkan resultan hasil pengukuran.
(iii) Keragaman tanah di lapangan
Sifat-sifat tanah bervariasi menurut tempat dan waktu, yang dapat disebabkan oleh hasil akhir dari proses yang terjadi secara internal atau alami dan pengaruh dari luar, misalnya intervensi manusia. Proses yang sifatnya internal berkaitan dengan faktor-faktor geologi, hidrologi, dan biologi yang dapat mempengaruhi pembentukan tanah. Variabilitas sifat-sifat fisik tanah akibat dari proses alami dapat diregionalisasi dengan asumsi bahwa tempat yang berdekatan cenderung mirip atau mempunyai nilai yang tidak berbeda jauh, yang kemudian didelineasi menjadi satu poligon. Namun demikian, tingkat kemiripan tersebut sangat tergantung pada skala pengamatan, misalnya negara, km, atau hanya beberapa mm saja.
Pengaruh luar terhadap sifat-sifat fisik tanah seperti pengolahan tanah dan jenis penggunaan lahan dapat diuraikan menurut ruang dan waktu. Pengolahan tanah, drainase, penutupan tajuk tanaman, dan bahan pembenah tanah dapat secara nyata mempengaruhi variasi hasil pengukuran baik menurut ruang maupun waktu. Sebagai contoh, pengolahan tanah adalah mencampur tanah, yang berarti cenderung mengurangi variasi berat isi tanah menurut ruang, namun, pengaruhnya berubah menurut waktu akibat proses pemadatan.
Pengaruh ruang dan waktu terhadap sifat-sifat fisik tanah dapat dituliskan sebagai berikut:
SP = f(x, y, z, t) (1) dimana: SP adalah sifat fisik tanah apa saja, misalnya kelembapan tanah, suhu, berat isi tanah. Simbol f diartikan sebagai fungsi dari; x, y, z adalah koordinat Cartesian; dan t adalah waktu. Hal ini menunjukkan, bahwa pengukuran satu sifat fisik tanah di lapangan harus mempertimbangkan waktu dan posisi pengambilan contoh tanah, atau pengukuran sifat fisik
