DASAR ILMU TA AH. Semester genap 2009/2010

DASAR ILMU TAAH

Semester genap 2009/2010

Materi 02: Pembentukan Tanah

Materi 02: Pembentukan Tanah

Konsep Pembentukan Tanah Konsep Pembentukan Tanah

model faktor pembentuk model faktor pembentuk tanah (

tanah (state factor model state factor model))

paling banyak digunakan paling banyak digunakan

dalam kajian ilmu tanah, dan dalam kajian ilmu tanah, dan berperan penting dalam

berperan penting dalam berperan penting dalam berperan penting dalam

penelitian ekosistem (struktur penelitian ekosistem (struktur dan fungsi), geomorfologi

dan fungsi), geomorfologi dan geografi.

dan geografi.

Faktor Pembentuk Tanah

Faktor Pembentuk Tanah

Konsep Pembentukan Tanah Konsep Pembentukan Tanah

model proses terbuka model proses terbuka

tanah merupakan sistem yang terbukatanah merupakan sistem yang terbuka

sewaktusewaktu--waktu tanah dapat menerima tambahan bahan dari waktu tanah dapat menerima tambahan bahan dari luar (input), atau kehilangan bahan

luar (input), atau kehilangan bahan--bahan yang telah bahan yang telah dimilikinya (

dimilikinya (outputoutput). ).

dimilikinya (

dimilikinya (outputoutput). ).

Input: hasil pelapukan bahan induk, endapan baru, air hujan/irigasi, Input: hasil pelapukan bahan induk, endapan baru, air hujan/irigasi, sisa

sisa--sisa tanaman, energi dari sinar matahari.sisa tanaman, energi dari sinar matahari.

Output: erosi tanah, penguapan air, penyerapan unsur hara oleh Output: erosi tanah, penguapan air, penyerapan unsur hara oleh tanaman, pencucian, pancaran panas.

tanaman, pencucian, pancaran panas.

Selain itu di dalam tanah sering terjadi pemindahan bahan Selain itu di dalam tanah sering terjadi pemindahan bahan tanah dari lapisan atas ke lapisan bawah atau sebaliknya tanah dari lapisan atas ke lapisan bawah atau sebaliknya (disebut translokasi dalam solum).

(disebut translokasi dalam solum).

Tanah sebagai Sistem Terbuka

Tanah sebagai Sistem Terbuka

Faktor Pembentuk Tanah Faktor Pembentuk Tanah





5 faktor pembentuk tanah 5 faktor pembentuk tanah

Bahan indukBahan induk (p) (tekstur, struktur, komposisi (p) (tekstur, struktur, komposisi kimia dan mineral)

kimia dan mineral)

Iklim Iklim (cl) (suhu dan curah hujan)(cl) (suhu dan curah hujan)

Topografi Topografi / relief (r)/ relief (r)

OrganismeOrganisme (o) (vegetasi dan herwan; termasuk (o) (vegetasi dan herwan; termasuk

OrganismeOrganisme (o) (vegetasi dan herwan; termasuk (o) (vegetasi dan herwan; termasuk manusia)

manusia)

Waktu Waktu (t) (t)



 ““Tanah adalah produk dari Tanah adalah produk dari iklim, organismeiklim, organisme, dan , dan topografi

topografi yang mempengaruhi yang mempengaruhi bahan indukbahan induk dalam dalam jangka

jangka waktu waktu tertentu”tertentu”

Faktor Pembentuk Tanah

Agen, gaya, atau kondisi yang telah, sedang, atau akan mempengaruhi pembentukan tanah

Iklim

Organisma

Climosequence Biosequence

Faktor

Yang terbentuk jika faktor lain dapat diabaikan

Organisma Bahan

Induk

Topografi Waktu

Lain-lain

Biosequence

Lithosequence

Toposequence

Chronosequence

fungsi

BAHA IDUK

Kwarsa K-feldspar

Plagioklas

*

*

*

Granit

Syenit

Granodiorit

Rhyolit

Trachyt

Dacit

Tanah yg terbentuk Tekstur kasar Masam

Unsur Hara

Piroksin

Olivin

* * +

+ + +

+ + + + + + +

+ + + + + +

+ +

+ + +

+ +

+

Diorit

Gabro

Peridotit

Dunit

Andesit

Basalt Tekstur halus Basa

Unsur Hara

Volcanic Ash Andisols

Bahan Induk

Bahan Induk Lain Lain

 Bahan Induk Terangkut: Prinsip Erosi dan Bahan Induk Terangkut: Prinsip Erosi dan Pengendapan

Pengendapan

 Aliran air partikel tanah dan fragmen batuan (sedimen)Aliran air partikel tanah dan fragmen batuan (sedimen)

 Jika air mengalir cepat maka membawa partikel besar dan Jika air mengalir cepat maka membawa partikel besar dan sedimen lebih banyak.

sedimen lebih banyak.

 Jika aliran menjadi lambat, partikel besar diendapkan dulu. Jika aliran menjadi lambat, partikel besar diendapkan dulu.

 Bahan diendapkan airBahan diendapkan air

 Endapan Aluvial: Endapan Aluvial: Terbentuk akibat aliran air terhenti shingga Terbentuk akibat aliran air terhenti shingga

sedimentasi terjadi cepat, banyak terjadi di daerah pegunungan, air sedimentasi terjadi cepat, banyak terjadi di daerah pegunungan, air

 Endapan Aluvial: Endapan Aluvial: Terbentuk akibat aliran air terhenti shingga Terbentuk akibat aliran air terhenti shingga

sedimentasi terjadi cepat, banyak terjadi di daerah pegunungan, air sedimentasi terjadi cepat, banyak terjadi di daerah pegunungan, air dan semi arid.

dan semi arid.

 Dataran banjir dan Teras: Dataran banjir dan Teras: Teras mencerminkan sisa dataran Teras mencerminkan sisa dataran banjir yang lebih tua, aliran sungai telah memotong menjadi banjir yang lebih tua, aliran sungai telah memotong menjadi dataran banjir baru dalam bentuk teras.

dataran banjir baru dalam bentuk teras.

 Delta: Delta: Terbentuk jika sedimen halus yang dibawa sungai Terbentuk jika sedimen halus yang dibawa sungai diendapkan pada daerah perairan yang luas (misal danau)

diendapkan pada daerah perairan yang luas (misal danau) tanah tanah subur.

subur.

 Colluvium:Colluvium: bahan diendapkan akibat gravitasi, pada lereng bahan diendapkan akibat gravitasi, pada lereng curam; tanah longsor

curam; tanah longsor

Bahan Induk Tanah

Bahan Induk Tanah





Iklim Iklim

Temperatur dan curah hujan adalah unsur iklim Temperatur dan curah hujan adalah unsur iklim yang laing mempengaruhi sifat tanah

yang laing mempengaruhi sifat tanah

Temperatur Temperatur: :

Perubahan temperatur dapat menyebabkan Perubahan temperatur dapat menyebabkan retaknya batuan (pelapukan batuan)

retaknya batuan (pelapukan batuan) retaknya batuan (pelapukan batuan) retaknya batuan (pelapukan batuan)

Temperatur langsung mempengaruhi jumlah bahan Temperatur langsung mempengaruhi jumlah bahan organik yang dihasilkan. Produksi bahan organik organik yang dihasilkan. Produksi bahan organik meningkat dengan meningkatnya temperatur

meningkat dengan meningkatnya temperatur

asalkan cukup hujan untuk pertumbuhan tanaman asalkan cukup hujan untuk pertumbuhan tanaman

Meningkatnya temperatur jika meningkatkan Meningkatnya temperatur jika meningkatkan kecepatan dekomposisi bahan organik

kecepatan dekomposisi bahan organik

IKLIM

Merupakan faktor yang paling aktif dalam proses pembentukan tanah, mempengaruhi reaksi kimia, dan aktivitas flora dan fauna

Reaksi cepat (kimia fisik)

Pelapukan kimia / mekanik cepat Proses kehilangan cepat

Perkembangan cepat Reaksi cepat (fisik)

Pelapukan mekanik cepat Proses kehilangan lambat Perkembangan terhambat

SUHU

CURAH HUJA

Reaksi lambat

Pelapukan mekanik lambat Proses kehilangan lambat Perkembangan terhambat

Reaksi lambat

Pelapukan kimia cepat Proses kehilangan cepat Perkembangan agak cepat



 Curah hujanCurah hujan

Curah hujan mempengaruhi pelapukan dan jumlah Curah hujan mempengaruhi pelapukan dan jumlah serta dekomposisi bahan organik

serta dekomposisi bahan organik

a.

a. Jika curah hujan meningkat kecepatan erosi juga Jika curah hujan meningkat kecepatan erosi juga meningkat

meningkat

b.

b. Jika curah hujan meningkat, produksi bahan Jika curah hujan meningkat, produksi bahan

organik juga meningkat asalkan temperatur cukup organik juga meningkat asalkan temperatur cukup tinggi untuk pertumbuhan tanaman

tinggi untuk pertumbuhan tanaman tinggi untuk pertumbuhan tanaman tinggi untuk pertumbuhan tanaman

c.

c. Jika curah hujan cukup untuk menggenangi tanah, Jika curah hujan cukup untuk menggenangi tanah, dekomposisi bahan organik akan terhambat

dekomposisi bahan organik akan terhambat karena kurangnya oksidasi

karena kurangnya oksidasi

Basah - Panas

% kadar garam

Kering - Panas

% kadar garam

Iron and Al-oxide Rich

Curah hujan tinggi Suhu tinggi

Pelapukan batuan/mineral cepat Penambahan bahan organik

cepat, demikian juga Iklim Tropis

Basah- Panas Oxisols

cepat, demikian juga dekomposisinya

Pencucian unsur hara relatif tinggi



 Topografi Topografi

Komponen topografiKomponen topografi

1.

1. Lereng (slope) Lereng (slope) –– sudut permukaan lahansudut permukaan lahan

2.

2. Tinggi (Height) Tinggi (Height) –– berapa tingginya dari sungaiberapa tingginya dari sungai

3.

3. Arah (direction) lerengArah (direction) lereng

Lereng:Lereng: % lereng = jarak vertikal x 100 / jarak Lereng:Lereng: % lereng = jarak vertikal x 100 / jarak % lereng = jarak vertikal x 100 / jarak % lereng = jarak vertikal x 100 / jarak horizontal

horizontal

Lereng Curam ( > 15%),Lereng Curam ( > 15%),

Limpasan permukaan (runLimpasan permukaan (run--off)off)

Erosi meningkat jika lereng makin curamErosi meningkat jika lereng makin curam

Tanah memilki horizon A dan B tipisTanah memilki horizon A dan B tipis

Lereng datar Lereng datar, 0 , 0--5%, 5%,

Sedikit limpasan permukaan, banyak infiltrasiSedikit limpasan permukaan, banyak infiltrasi

Erosi kurangErosi kurang

Tanah umumnya lebih tebalTanah umumnya lebih tebal

Horizon A dan B cukup tebal, terjadi Horizon A dan B cukup tebal, terjadi pencucian

pencucian pencucian pencucian



Tinggi (elevasi) Tinggi (elevasi)

Elevasi, ketinggian diatas perairan, dapat Elevasi, ketinggian diatas perairan, dapat

membantuk mengendalikan drainase. Elevasi membantuk mengendalikan drainase. Elevasi mempengarhui kelembaban tanah

mempengarhui kelembaban tanah

A Bandingkan

 Kondisi air

 Suhu

 Aliran air

 Erosi

 Pelapukan

Tropudult

TOPOGRAFI

- -- - - -

B

C

 Pelapukan

Tropudalf

Aquept/Aquent

ORGAISMA

Sumber bahan organik tanah

Pembentukan humus Sifat fisiko-kimia tanah

Fungsi

Kondisi iklim

Suasana fisiko-kimia

Flora

Jumlah dan macam

Peredaran Unsur Hara Perkembangan struktur

tanah

Dekomposisi Bahan Organik

Suasana fisiko-kimia Vegetasi lain

(kompetisi, sumber makanan, dll)

Flora

Fauna

Organisme Tanah Organisme Tanah

Organisme Contoh Ukuran

(µµµm)µ

Jumlah per

gram tanah Biomasa (kg/ha) Mikroflora

- Bakteri Pseudomonas 0,5 x 1,5 10⁸ – 10⁹ 300 -3.000 - Aktinomisetes Streptomyces 0,5-2,0 10⁷ – 10⁸ 300 -3.000 - Jamur (Fungi) Mucor 8,0 10⁵ – 10⁶ 500 – 5.000

- Jamur (Fungi) Mucor 8,0 10 – 10 500 – 5.000

- Ganggang(Algae) Chlorella 5 x 13 10³ – 10⁶ 10 -1.500 Fauna

- Protozoa Euglena 15-50 10³ – 10⁵ 5 – 200

- Nematoda Pratylencus 1.000 10¹ – 10² 1 – 100

- Cacing Tanah Lumbricus 100.000 10 – 1.000

- Invertebrata lain Collembola 100.000 1 – 200

Skema Agregat Tanah

Skema Agregat Tanah

WAKTU WAKTU

 PembentukanPembentukan tanahtanah  prosesproses alamialami yang yang berjalanberjalan sangat

sangat lambatlambat, , 100100--1.000 1.000 thth; ; khususkhusus didi P Krakatau P Krakatau ((letusanletusan 1883), 1883), hanyahanya perluperlu 100 100 tahuntahun ((abuabu

vulkanik vulkanik). ).

 PenentuanPenentuan waktuwaktu pembentukanpembentukan tanahtanah ((umurumur) ) untukuntuk sementara

sementara iniini hanyahanya dilakukandilakukan atasatas dasardasar kriteriakriteria-- sementara

sementara iniini hanyahanya dilakukandilakukan atasatas dasardasar kriteriakriteria-- kriteria

kriteria botanibotani, , zoologizoologi, , geologigeologi dandan geografigeografi..

 bergunaberguna untukuntuk pertimbanganpertimbangan pengawetanpengawetan tanahtanah, , kecepatan

kecepatan pembentukanpembentukan tanahtanah ratarata--rata 1.2 mm per rata 1.2 mm per tahun

tahun; ; kehilangankehilangan tanahtanah yang yang dapatdapat dibiarkandibiarkan 12.5 12.5 ton per

ton per hektarhektar per per tahuntahun..

 Waktu Waktu

 Umur (chronological)Umur (chronological)

 Tingkat perkembangan profil (SOIL Tingkat perkembangan profil (SOIL DEVELOPMENT = "SOIL AGE“)

DEVELOPMENT = "SOIL AGE“)

 Tanah mudaTanah muda:: pelapukan dan pencampuran bahan mineral dan pelapukan dan pencampuran bahan mineral dan organik, di permukaan tanah dan pembentukan struktur tanah, organik, di permukaan tanah dan pembentukan struktur tanah, horison A dan C, sifat tanah didominasi sifat bahan induknya, horison A dan C, sifat tanah didominasi sifat bahan induknya, contoh tanah muda; Entisol (Aluvial, Regosol).

contoh tanah muda; Entisol (Aluvial, Regosol).

contoh tanah muda; Entisol (Aluvial, Regosol).

contoh tanah muda; Entisol (Aluvial, Regosol).

 Tanah dewasaTanah dewasa:: pembentukan horison B, kemampuan pembentukan horison B, kemampuan

berproduksi tertinggi, karena tersedia unsur hara, contoh tanah berproduksi tertinggi, karena tersedia unsur hara, contoh tanah dewasa, Inceptisol (Latosol), Andisol (Andosol), Vertisol, Mollisol.

dewasa, Inceptisol (Latosol), Andisol (Andosol), Vertisol, Mollisol.

 Tanah tua:Tanah tua: perubahan nyata pada horison A dan B, terbentuk perubahan nyata pada horison A dan B, terbentuk horison A

horison A₁₁, E, B, E, B₁₁, B, B₂₂, B, B₃₃ dll.. pelapukan mineral dan pencucian dll.. pelapukan mineral dan pencucian

basa, tanah kurus dan masam, contoh tanah tua, Ultisol (Podsolik basa, tanah kurus dan masam, contoh tanah tua, Ultisol (Podsolik merah kuning) dan Oxisol (Laterit).

merah kuning) dan Oxisol (Laterit).

PROSES PEMBENTUKAN TANAH

• Soil Profile Development

contains characteristic layers called horizons

A E E B

soil B

C

Bedrock development

Bedrock

Earth surface is an open book it tells you nearly everything .

The story begins7

1) Pelapukan batuan dan mineral



 Translokasi Translokasi



Dekomposisi bahan organik Dekomposisi bahan organik



Pengurangan ukuran partikel oleh pelapukan Pengurangan ukuran partikel oleh pelapukan



Transformasi mineral (primer menjadi sekunder) Transformasi mineral (primer menjadi sekunder)



ReaksiReaksi--reaksi liat dan bahan organikreaksi liat dan bahan organik



 Transformasi Transformasi



 Transformasi Transformasi



Liat, bahan organik, oksida besi, dan bahan kimia Liat, bahan organik, oksida besi, dan bahan kimia oleh air

oleh air



Unsur hara disirkulasikan oleh tanaman Unsur hara disirkulasikan oleh tanaman



GaramGaram--garam terlarut oleh air garam terlarut oleh air



Tanah oleh fauna tanah Tanah oleh fauna tanah



 Penambahan Penambahan

Air presipitasi, kondensasi, atau runAir presipitasi, kondensasi, atau run--off off

OO₂₂ dan COdan CO₂₂ dari atmosfer dari atmosfer

N, Cl, dan S dari atmosfer dan presipitasi N, Cl, dan S dari atmosfer dan presipitasi

Bahan organik dari aktivitas biotik Bahan organik dari aktivitas biotik

Bahan dari sedimen Bahan dari sedimen

Energi matahari Energi matahari

Kehilangan Kehilangan



 Kehilangan Kehilangan

Air oleh evapotranspirasi Air oleh evapotranspirasi

N oleh denitrifikasi N oleh denitrifikasi

C sebagai COC sebagai CO₂₂ dari oksidasi bahan organik dari oksidasi bahan organik

Tanah oleh erosi Tanah oleh erosi

Energi oleh radiasi Energi oleh radiasi

Air dan bahan dalam larutan atau suspensiAir dan bahan dalam larutan atau suspensi

PELAPUKAN FISIK

Merupakan proses mekanik : desintegrasi Merupakan proses mekanik : desintegrasi

(menghasilkan perubahan fisik, tanpa perubahan (menghasilkan perubahan fisik, tanpa perubahan kimia)

kimia)

Agen penting: Suhu dan Air, (bisa juga akar Agen penting: Suhu dan Air, (bisa juga akar Agen penting: Suhu dan Air, (bisa juga akar Agen penting: Suhu dan Air, (bisa juga akar tanaman)

tanaman)

Penyebab: komposisi mineralogi (daya serap Penyebab: komposisi mineralogi (daya serap

panas berbeda), struktur batuan (retakan, dsb), panas berbeda), struktur batuan (retakan, dsb), perbedaan suhu yang drastis

perbedaan suhu yang drastis

PELAPUKAN KIMIA

 Merupakan proses dekomposisi Merupakan proses dekomposisi

(perubahan fisik dengan perubahan kimia) (perubahan fisik dengan perubahan kimia)

Agen penting: Suhu dan Air, (bisa juga Agen penting: Suhu dan Air, (bisa juga bahan organik)

bahan organik) bahan organik) bahan organik)

Proses: hidrolisis, hidrasi, karbonasi, Proses: hidrolisis, hidrasi, karbonasi, oksidasi

oksidasi-- reduksi, pelarutan reduksi, pelarutan

Pelapukan Kimia

Pelapukan Kimia

Pelapukan Kimia

Pelapukan Kimia

Sepuluh Proses Pembentukan Tanah Sepuluh Proses Pembentukan Tanah

1.

1. Pencucian ( Pencucian ( leaching leaching )) 2.

2. Asidifikasi Asidifikasi 3.

3. Eluviasi liat Eluviasi liat 4.

4. Podsolisasi Podsolisasi 5.

5. Desilikasi Desilikasi 5.

5. Desilikasi Desilikasi 6.

6. Reduksi Reduksi 7.

7. Salinisasi Salinisasi 8.

8. Alkalisasi Alkalisasi 9.

9. Erosi Erosi 10.

10. Deposisi (pengendapan) Deposisi (pengendapan)

Pencucian ( Pencucian ( leaching leaching ) )

Jika terjadi hujan yang sangat lebat sehingga air Jika terjadi hujan yang sangat lebat sehingga air meresap ke dalam profil tanah, senyawa

meresap ke dalam profil tanah, senyawa--senyawa senyawa organik larut akat terangkut

organik larut akat terangkut organik larut akat terangkut organik larut akat terangkut

Asidifikasi Asidifikasi

disebabkan oleh air hujan yang bersifat masam disebabkan oleh air hujan yang bersifat masam karena karbon dioksida larut di dalamnya

karena karbon dioksida larut di dalamnya membentuk asam karbonat

membentuk asam karbonat

Eluviasi liat Eluviasi liat

liat di lapisan tanah atas tercuci dan diendapkan ke lapisan liat di lapisan tanah atas tercuci dan diendapkan ke lapisan yang lebih bawah. Bagian tanah atas yang kekurangan liat yang lebih bawah. Bagian tanah atas yang kekurangan liat disebut horizon A atau horizson eluvial (eluvial = tercuci ke disebut horizon A atau horizson eluvial (eluvial = tercuci ke bawah), dan horizon bagian bawah disebut horison B atau bawah), dan horizon bagian bawah disebut horison B atau bawah), dan horizon bagian bawah disebut horison B atau bawah), dan horizon bagian bawah disebut horison B atau horizon iluvial (iluvial = tercuci ke dalam)

horizon iluvial (iluvial = tercuci ke dalam)

Podsolisasi Podsolisasi

horizon A yang yang berwarna pucat kelabu. Proses horizon A yang yang berwarna pucat kelabu. Proses podsolisasi terjadi pada tanah

podsolisasi terjadi pada tanah--tanah masam. Komponen tanah masam. Komponen

organik dan anorganik diangkut oleh air dan diendapkan pada organik dan anorganik diangkut oleh air dan diendapkan pada horizon B

horizon B

Desilikasi Desilikasi

pencucian silika (lebih besar dibandingkan pencucian pencucian silika (lebih besar dibandingkan pencucian besi dan aluminium). Proses ini terjadi di daerah

besi dan aluminium). Proses ini terjadi di daerah

tropika, yang menyebabkan terbentuknya tanah yang tropika, yang menyebabkan terbentuknya tanah yang sangat sarang (porous) dengan kandungan oksida

sangat sarang (porous) dengan kandungan oksida sangat sarang (porous) dengan kandungan oksida sangat sarang (porous) dengan kandungan oksida besi yang tinggi. Tanah yang dicirikan oleh adanya besi yang tinggi. Tanah yang dicirikan oleh adanya proses ini adalah Oxisol.

proses ini adalah Oxisol.

Reduksi Reduksi

Jika terjadi akumulasi air drainase dalam tanah maka Jika terjadi akumulasi air drainase dalam tanah maka udara di dalam tanah digantikan oleh air

udara di dalam tanah digantikan oleh air

Salinisasi Salinisasi & Alkalisasi & Alkalisasi

Salinisasi adalah akumulasi garam seperti sulfida dan kloridaSalinisasi adalah akumulasi garam seperti sulfida dan klorida

AlkalisasiAlkalisasi adalah adalah akumulasi sodium pada kisi pertukaranakumulasi sodium pada kisi pertukaran

aram yang dihembus dari lautan ke daratan, masuk melalui aram yang dihembus dari lautan ke daratan, masuk melalui irigasi atau dihasilkan oleh proses pelapukan menyebabkan irigasi atau dihasilkan oleh proses pelapukan menyebabkan tanah tidak subur. Masalah ini umumnya terjadi di daerah tanah tidak subur. Masalah ini umumnya terjadi di daerah tanah tidak subur. Masalah ini umumnya terjadi di daerah tanah tidak subur. Masalah ini umumnya terjadi di daerah kering dimana tidak tersedia cukup air untuk mencuci garam kering dimana tidak tersedia cukup air untuk mencuci garam dari profil tanah

dari profil tanah

Erosi dan Deposisi Erosi dan Deposisi

Tanah selalu peka terhadap erosi air dan angin. Bahan hasil Tanah selalu peka terhadap erosi air dan angin. Bahan hasil erosi mungkin diendapkan di lembah

erosi mungkin diendapkan di lembah--lembah sungai untuk lembah sungai untuk menjadi bahan pembentuk tanah baru, atau mungkin

menjadi bahan pembentuk tanah baru, atau mungkin terangkut sampai ke laut

terangkut sampai ke laut