Ruang Pori Mikro (Micropores)

+ Flokulasi

Agregasi

Porositas Internal

Ruang Pori Mikro (Micropores)

Mineral 45%

Air 25 %

Water 25 %

organik 5%

Pori-pori

Padatan

1

2 4 3

5

6

1. Macro pore  air 2. Micro pore  water

(moist)

3. Soil particle

4. Clod/Ped/bongkah struktur

5. Infiltration water from rain or irrigation

6. Perkolasi

Partikel Tanah

Ruangan Pori

Air Tanah

• Diikat oleh partikel (padatan)

• Diikat oleh gaya adhesi dan kohesi KAPILARITAS

Apakah air selalu

mengalir ke bawah ? Aliran permukaan

terjadi karena gaya gravitasi

gravitasi

Foto: M van Noordwijk

Menyiram tanaman melalui selokan ………..

Air diberikan lewat

selokan Air

membasahi permukaan

Air bisa mengalir naik melalui ruang pori tanah secara kapiler, disebabkan oleh gaya-gaya adhesi dan kohesi

Ukuran-ukuran Pori Tanah dan Fungsinya

Garis tengah pori, mm Tegangan matrik yang sesuai, pF Klasifikasi fungsi pori Batas-batas biotik

0.00003 5 Permukaan higroskopis

0.0002 4.18

0.0003 4

Tandon air tersediakan

0.001

0.003 3

0.009 2.53

0.02 Hantaran

0.03 2 Kapiler

0.06 1.7

0.1 Porositas

Aerasi

0.3 1

1.0 0.47

Drainase

cepat

AIR

^AKAR

LARUTAN TANAH

PARTIKEL TANAH

PUSAT BUMI

Y t = Y g + Y m + Y o

• Potensial gravitasi

• Potensial matriks Potensial Total

• Potensial osmotik

Pori yang halus menahan air ditahan dengan energi yang lebih besar

h = 0.15/r

g = tegangan permukaan a = sudut kontak

r = jari-jari pipa (pori) r = berat jenis air

g = gravitasi

2g cos a r r g h =

Air mengalir melewati selaput semi- permeabel

O H H

O H H

O H

H O

H H O

H H O

H H

O H H

O H H

K⁺

Cl^-

O H H

Na⁺

Cl^-

O H H

O H H

O H H

perbedaan energi bebas menyebabkan pergerakan H₂O

Air mengalir dari energi tinggi ke energi rendah

Potensial Gravitasi

Ketinggian air dari rujukan

Potensial Matriks

Adesi & kohesi padatan

Rujukan Air murni pada posisi tetap

Potensial Osmotik

Konsentrasi larutan tanah

+

0

-

Konversi Satuan

cm H₂O bars kPa pF 300 -0.3 -30 2,5 1.000 -1 -100 3,0 10.000 -10 -1000 4,0 15.000 -15 -1500 4.2

1 atm = 760 mm Hg = 1020 cm H₂O = 1 bar = 100 KPa

pF = logaritma tekanan air dalam satuan cm H₂O

Tanah kering = jumlah air sedikit

• Potensial kuat (nilai makin negatif)

• Air sulit dilepaskan

Tanah jenuh = jumlah air banyak

• Potensial rendah

• Air mudah dilepaskan

Klasifikasi lengas tanah berdasar tegangan lengas tanah

Kapasitas menahan air maksimum

• Jumlah air yang dikandung tanah dalam keadaan jenuh, semua pori terisis penuh air. Tegangan

lengas tanah = 0 cm H₂O, 0 bar atau pF 0 Kapasitas lapang (field capacity)

• Jumlah air yang terkandung tanah setelah air

grafitasi hilang. Tegangan lengas = 346 cm H₂O ; 0,3 bar atau pF 2,54

• Dipengaruhi oleh : distribusi ukuran partikel/tekstur;

struktur; kandungan bo; tipe koloid tanah(humat>humin>fulfat;

montmorilonit>vermikulit>mineral transsisi;

illit>klorit>kaolinit); jenis kation yang diserap (Na⁺>K⁺>Mg⁺⁺>Ca⁺⁺)

Titik layu tetap (wilting point)

• Tingkat kelengasan tanah yang menyebabkan tumbuhan mulai memperlihatkan gejala layu.

Tegangan lengas tanah = 15849 cm H₂O ; 15 bar ; pF 4,2

• Dipengaruhi oleh tekstur (kandungan lempung)

• Cara pengukurannya :

• Pengamatan rumah kaca dengan percobaan kelayuan bunga matahari (Helianthus amnus)

• Pengamatan empiris dengan alat tekan

(pressure membrane) pada tekanan 15 atm/

pF 4,2

Klasifikasi lengas tanah

...lanjutan

Klasifikasi lengas tanah ...lanjutan

Koefisien higroskopik

• Jumlah lengas tanah yang dijerap permukaan partikel tanah dari uap air dalam atmosfer yang berkelembaban kira-kira 100%. Tegangan lengas tanah = 31 bar ; atau pF 4,7

Kering angin

• Kadar air tanah setelah diangin-anginkan di tempat teduh sampai mencapai keseimbangan dengan

kelengasan atmosfer. Tegangan lengas = 10⁶ cm H₂O;

1000 bar ; pF 6 Kering Oven

• Kadar air tanah setelah dikeringkan dalam oven pada suhu 105-110 0C sampai tidak ada lagi air yang

menguap (timbangan tetap). Tegangan lengas tanah = 10⁷ cm H₂O; 10.000 bar; atau pF 7,0

LENGAS HIGROSKPIS

 molekul-molekul air yang teradsorbsi dan

terabsorbsi zarah tanah setebal satu atau dua molekul air, terikat oleh gaya adhesi

 air di permukaan tanah yang dipegang antara pF 4,7 dan 7,0 (antara koefisien higroskopis dan

kering oven)

 Tanah disebut Kering Angin/ Kering Udara

 Tidak dapat dimanfaatkan tanaman

 Volumenya tergantung pada : sifat koloid tanah (vermi>illit>kaolinit); jenis ion terjerap (Ca>Na);

dan kelembaban relatif

 air yang terdapat dalam pori mikro/ kapiler,

terikat oleh gaya tegangan permukaan/ kapiler, merupakan selaput lengas yang tak putus-putus menyelimuti zarah-zarah tanah

 air dalam pori-pori tanah dengan tegangan antara pF 2,54 dan 4,7 (kapasitas lapang dan koefisien higroskopis)

 Tanah disebut Tanah Lembab

 Gaya kapiler = gaya kohesi & adhesi

LENGAS KAPILER

LENGAS GRAVITASI

(Air Bebas)

 air yang diatus oleh gaya gravitasi

 air dalam kondisi jenuh dan berada

diantara pF 0 dan pF 2,54 (diantara jenuh air dan kapasitas lapang)

 molekul-molekul air tak terikat partikel- partikel tanah dan akan mengalir ke bawah karena gaya berat mengisi sebagian /seluruh pori makro

 Tanah disebut Tanah Basah

FISIK BIOLOGI 0.0

- 30 -15 - 0.3

gravitasi

kapiler

uap

tdk tersedia

(drainase)

tersedia

tdk tersedia

y

^(bars)

0 10 20 30 40 50 60 70

Tanah Jenuh 2,7

4,2 4,7 7

Kapasitas Lapang Titik Layu

Tanah Kering Angin / Higroskopik Tanah Kering Mutlak

Lengas

Higroskopis Lengas

Kapiler Lengas Gravitasi Tersedia Air

Berat lengas tanah (%) pF Hubungan lengas pada tanah

Aliran Tidak Jenuh :

Pengaruh Tekstur Tanah

Ketersediaan lengas bagi tanaman

• Pada Titik Layu s.d. Kapasitas Lapang

• Ketersediaan Optimum ± pada Kapasitas Lapangan

• bila : >> kap. lapangan ? < titik layu ?

• kondisi tanah & lengas tanah

• Tanah kering mutlak  tak ada lengas

• Tanah kering udara  Lengas higroskopis

• Tanah lembab  Lengas kapiler

• Tanah basah  Lengas gravitasi

Hubungan Air Tersedia Dan Tekstur Tanah

10 20 30 40

PG

P G L

% KL (air)

Lengas tersedia / Lengas kapiler

Lengas gravitasi / Lengas kapiler tertutup

Halus

Lengas tak tersedia / Lengas higroskopis

Kadar lengas

kapasitas lapang

Kasar

Lengas tersedia berlebihan

Tekstur

JO S PAM

Keadaan padat

Keadaan gembur (semi plastis)

Keadaan plastis

Keadaa n cair

BB W

BG B

L

B C

Kering Basah

I P

Fungsi Air dlm Tanaman

• Penyusun tubuh tanaman (70%-90%)

• Pelarut dan medium reaksi biokimia

• Medium transport senyawa

• Memberikan turgor bagi sel (penting untuk pembelahan sel dan pembesaran sel)

• Bahan baku fotosintesis

• Menjaga suhu tanaman supaya konstan

Beberapa peranan yang menguntungkan dari air dalam tanah adalah:

(1) sebagai pelarut dan pembawa ion-ion hara dari rhizosfer ke dalam akar

tanaman

(2) sebagai agen pemicu pelapukan bahan induk, perkembangan tanah, dan

differensi horison

(3) sebagai pelarut dan pemicu reaksi kimia

dalam penyediaan hara, yaitu dari hara

tidak tersedia menjadi hara yang tersedia

bagi akar tanaman

(5) sebagai pembawa oksigen terlarut ke dalam tanah.

(6) sebagai stabilisator temperatur tanah

(7) mempermudah dalam pengolahan tanah

Air tanah juga menyebabkan beberapa hal yang merugikan, yaitu:

(1) mempercepat proses pemiskinan hara dalam tanah akibat proses

pencucian (pelindian/leaching) yang terjadi secara intensif

(2) mempercepat proses perubahan horizon dalam tanah akibat

terjadinya eluviasi dari lapisan tanah

atas ke lapisan tanah bawah

(3) kondisi jenuh air menjadikan ruang pori secara keseluruhan terisi air

sehingga menghambat aliran udara ke dalam tanah, sehingga

mengganggu respirasi dan serapan hara oleh akar tanaman, serta

menyebabkan perubahan reaksi

tanah dari reaksi aerob menjadi

reaksi anaerob

Air pada Kap. Lapangan Menguntungkan

• Adanya imbangan antara pori makro dg mikro

• Sebagian besar nutrisi dalam bentuk terlarut

• Permukaan akar memiliki luasan terbesar untuk menjalankan proses difusi ion dan aliran masa ion

Air Membatasi Pertumbuhan

• Jumlahnya terlalu banyak (menimbulkan

genangan) sering menimbulkan cekaman aerasi

• Jumlahnya terlalu sedikit, sering menimbulkan cekaman kekeringan

• Diperlukan upaya pengaturan lengas tanah supaya optimum, melalui pembuatan saluran drainase (mencegah terjadinya genangan) maupun saluran irigasi (mencegah cekaman kekeringan)

• Air hujan dan irigasi masuk ke tanah lewat infiltrasi, mengisi pori mikro tanah,

tertahan sebagai lengas

• Air tanah memiliki energi kinetik dan potensial

• Energi kinetik sangat rendah, bergerak sangat lambat

• Energi potensial , yaitu penjumlahan dari potensial gravitasi, potensial matrik,

potensial tekanan, dan potensial solut/osmotik

• Pada tanaman legum, genangan tidak hanya menghambat pertumbuhan akar maupun tajuk juga menghambat

perkembangan dan fungsi bintil akar

• Fungsi bintil akar terganggu karena

terhambatnya aktifitas enzim nitrogenase dan pigmen leghaemoglobin, kemampuan fiksasi N₂ akan menurun

• Tanaman kedelai termasuk tanaman yang tahan genangan, mampu membentuk akar adventif dan bintil akar pada akar tersebut, efek genangan akan hilang begitu akar

adventif terbentuk

KEKERINGAN

• Kekeringan menimbulkan cekaman bagi tanaman yang tidak tahan kering

• Kekeringan terjadi jika lengas tanah lebih rendah dari titik layu tetap

• Kondisi di atas timbul karena tidak adanya tambahan lengas baik dari air hujan

maupun irigasi sementara

evapotranspirasi tetap berlangsung

• Faktor yang mempengaruhi penurunan pertumbuhan SECARA LANGSUNG bukan potensial air, tetapi potensial osmotik atau tekanan turgor.

• Tekanan turgor sel tanaman akan

mempengaruhi aktivitas fisiologis antara lain pengembangan daun, bukaan

stomata, fotosintesis, dan pertumbuhan akar