Universitas Sumatera Utara

(1)

(2)

(3)

Nim : 140301075 Program Studi : Agroteknologi Minat : Ilmu Tanah

Disetujui oleh, Komisi Pembimbing

(Prof. Ir. Zulkifli Nasution, M.Sc., Ph.D) (Ir. Supriadi, MS) Ketua Anggota

Mengetahui

Dr. Ir. Sarifuddin, MP

Ketua Program Studi Agroteknologi

(4)

perkembangan tanah Inseptisol berdasarkan toposekuen di Kecamatan Onan Runggu Kabupaten Samosir. Dilakukan pada bulan Maret sampai Juni 2018.

Penelitian ini bersifat deskriftif dengan menggunakan metode survei. Tiga profil tanah sebagai pewakil diamati pada ketinggian 912, 1112 dan 1222 mdpl. Sampel tanah diambil dari setiap horizon untuk dianalisis tekstur tanah dan mineral liat dengan menggunakan DTA (Differential thermal analysis). Hasil pengamatan lapangan dan analisis laboratorium menunjukkan bahwa Profil I adalah tanah Inceptisol dengan tingkat perkembangan tanah awal yang memiliki jenis mineral Alofan. Profil II dan III adalah tanah Inceptisol dengan tingkat perkembangan tanah yang mulai berkembang yang memiliki jenis mineral alofan dan kaolinit.

Kata kunci: Mineral Liat, Inceptisol, Toposekuen.

(5)

The purpose of this research is to analyze clay minerals and to know land development of Inceptisol based on toposequence at Onan Runggu Subdistric, Distric of Samosir. This reseach was done from March until June 2018. This research was a descriptive using survey method. Three selected soil profile were observed on the elevation of 912, 1112 and 1222 m on above sea level. Soil samples were taken from each horizon for analysis soil texture and clay minerals used Differential Thermal Analysis (DTA). Based on observation and soil analysis showed that profile I (Inceptisol soil) is a land with initial development level have a type of clay mineral Allophane. Profile II and III with immature development level have a type of clay mineral Allophane and Kolinite

Key words : Clay minerals, Inceptisol, Toposequence.

(6)

ayah Syafruddin Pulungan dan ibu Rosni Napitupulu. Penulis merupakan anak kedua dari tiga bersaudara.

Adapun pendidikan yang pernah ditempuh hingga saat ini adalah :

Menyelesaikan pendidikan sekolah dasar di SD N 158309 Pandan pada tahun 2008, menyelesaikan pendidikan SLTP di SMP N 2 Plus Pandan Nauli pada

tahun 2011, dan menyelesaikan pendidikan SMA di SMA N 1 MATAULI Pandan pada tahun 2014. Terdaftar sebagai mahasiswa di Universitas Sumatera Utara, Fakultas Pertanian di Jurusan Agroteknologi pada tahun 2014 melalui jalur SNMPTN.

Sejak masa kuliah, penulis pernah aktif sebagai asisten praktikum di Laboratorium Dasar Ilmu Tanah Kehutanan dan Laboratorium Bioteknologi Tanah. Selain itu, penulis pernah aktif sebagai Sekretaris Bidang Penelitian dan Pengembangan Pemerintahan Mahasiswa Fakultas Pertanian, anggota Ikatan Mahasiswa Ilmu Tanah (IMILTA), anggota Himpunan Mahasiswa Agroteknologi (Himagrotek) dan juga sebagai anggota Medan Berkebun.

Penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapangan di PTPN III Unit Kebun Sei Kebara pada tahun 2017.

(7)

atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan usulan penelitian ini yang berjudul “Analisis Mineral Liat Tanah Inceptisol Berdasarkan Toposekuen Di Kecamatan Onan Runggu Kabupaten Samosir”.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada kedua

orangtua yang telah memberikan dukungan kepada penulis baik secara

finansial maupun spiritual. Penulis juga berterimakasih kepada bapak Prof. Ir. Zulkifli Nasution, M.Sc., Ph.D selaku ketua komisi pembimbimg

dan bapak Ir. Supriadi, MS selaku anggota komisi pembimbing yang telah membimbing dan memberikan berbagai masukan berharga kepada penulis. Serta teman-teman yang juga banyak memberikan semangat dan dukungan kepada penulis.

Penulis menyadari bahwa usulan penelitian ini masih memiliki banyak kekurangan. Untuk itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk kesempurnaan penelitian ini kedepannya.

Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih, semoga penelitian ini bermanfaat.

Medan, Juli 2018

Penulis

(8)

ABSTRACT ... i

RIWAYAT HIDUP ... i

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI ... ii

DAFTAR TABEL ... iii

DAFTAR GAMBAR ... iv

PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1

Tujuan Penelitian ... 2

Kegunaan Penelitian ... 2

TINJAUAN PUSTAKA Pembentukan dan Perkembangan Tanah ... 4

Bahan Induk Tanah ... 7

Mineral Liat ... 9

Toposekuen ... 14

METODOLOGI PERCOBAAN Waktu dan Tempat Percobaan ... 17

Bahan dan Alat ... 17

Metode Penelitian ... 18

Pelaksanaan Penelitian ... 18

HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil ... 21

Pembahasan ... 25

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 34

Daftar Pustaka ... 34 DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

(9)

No. Tabel Hal 1. Puncak Endotermik dan Eksotermik dari beberapa mineral liat utama 19

2. Deskripsi Profil I 22

3. Deskripsi Profil II 23

4. Deskripsi Profil III 24

5. Puncak Endotermik Profil I, II dan III 28

6. Mineral liat Alofan secara kuantitatif 28

7. Mineral liat Kaolinit secara kuantitatif 29

8. Mineral liat yang dijumpai pada ketigaprofil yang diteliti 30

(10)

No. Tabel Hal

1. Pola distribusi mineral liat 20

2. Hubungan jumlah mineral liat alofan dengan kedalaman (P I) 30 3. Hubungan jumlah mineral liat alofan dan kaolinit dengan kedalaman (P II) 31 4. Hubungan jumlah mineral liat alofan dan kaolinit dengan kedalaman 32

(11)

Tanah merupakan tubuh alam yang tersusun dari bahan padatan (bahan mineral dan bahan organik), cairan dan gas, terjadi pada permukaan lahan, menutupi ruang dan dicirikan oleh salah satu atau kedua hal berikut: horizon- horizon yang dibedakan dari bahan asalnya, sebagai akibat dari penambahan, penghilangan, transfer, dan perubahan bentuk dari energi dan bahan, atau

kemampuan dalam menyokong tanaman berakar pada lingkungan alami (Soil Survey Staff, 1999).

Dalam proses pembentukan tanah terdapat beberapa faktor yang dapat mempengaruhinya yaitu, bahan induk, iklim, topografi, organisme dan waktu.

Iklim dan organisme digolongkan ke dalam faktor pembentuk tanah aktif, sedangkan faktor pembentuk tanah lainnya disebut faktor pembentuk tanah pasif (Jenny, 1941).

Menurut Utomo et al (2016) bahan induk merupakan salah satu dari beberapa faktor yang mempengaruhi pembentukan tanah dan juga dapat menentukan sifat-sifat tanah. Bahan induk yang berbeda akan menghasilkan tanah yang berbeda pula. Contohnya adalah bahan induk yang kaya akan kuarsa seperti granit dan batuan pasir akan menghasilkan tanah-tanah mineral bertekstur kasar atau berpasir.

Selain bahan induk, topografi juga mempengaruhi proses pembentukan tanah. Pembentukan sifat-sifat tanah karena adanya perbedaan sekuen topografi disebut toposekuen. Dalam satu toposekuen akan dijumpai perbedaan sifat tanah

(12)

akibat adanya perbedaan bahan induk, iklim, topografi dan penggunaan lahan (Hardjowigeno, 2003).

Dalam proses pembentukan tanah, terjadi pelapukan secara kimia, penghancuran secara fisik, dan secara biologi yang secara bersamaan juga terjadi kontak antara batuan induk dengan air atau gas, sehingga terbentuklah butiran- butiran tanah yang lebih kecil yaitu pasir, debu dan liat.

Butiran-butiran tanah yang terbentuk akibat proses pembentukan tanah memiliki ukuran yang berbeda-beda. Fraksi liat merupakan fraksi tanah yang tersusun dan paling aktif karena liat mempunyai ukuran yang sangat halus hampir 25 kali luas permukaan butir-butir debu pada berat yang sama (Marshall, 1977).

Menurut Manik (2016), mineral liat merupakan salah satu komponen tanah yang sangat penting, karena mineral liat dapat menentukan sifat fisik dan kimia tanah dan sebagai sentral dalam proses reaksi pertukaran ion didalam tanah.

Muatan tanah, konsistensi tanah, dan kemampuan tanah untuk dapat mengembang dan mengkerut dipengaruhi oleh jenis mineral liat yang dominan dalam tanah.

Hasil analisis mineral liat pada tiap horizon dapat menunjukkan hal-hal seperti perbedaan bahan induk atau diskontinuitas horizon, translokasi mineral liat dan dengan komposisi mineral primer menjadi mineral liat (Wilding et al.,1983).

Kabupaten Samosir, khususnya Kecamatan Onan Runggu merupakan wilayah yang berada pada ketinggian 904-1245 mdpl dan memiliki jenis tanah Inceptisol. Pada wilayah ini belum banyak diteliti terkait dengan mineral liat tanahnya. Dan dari uraian diatas, penulis tertarik untuk melakukan penelitian tentang analisis mineral liat tanah Inceptisol pada ketinggian yang berbeda di Kecamatan Onan Runggu Kabupaten Samosir.

(13)

Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui, dan menganalisis mineral liat serta melihat perkembangan tanah Inceptisol berdasarkan toposekuen di Kecamatan Onan Runggu Kabupaten Samosir.

Kegunaan Penelitian

 Sebagai salah satu syarat untuk dapat memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.

 Sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan.

(14)

TINJAUAN PUSTAKA Pembentukan dan Perkembangan Tanah

Konsep tentang proses pembentukan tanah yang mencakup kumpulan berbagai proses baik fisik, kimia dan biologi beserta semua faktor pendukung terutama tanah. Setiap proses tersebut bersifat dinamis dan irreversible, dan selalu dalam keadaan kesetimbangan. Pada dasarnya terdapat dua tahap yang saling tumpang tindih dalam proses pembentukan tanah, yaitu akumulasi bahan induk dan diferensiasi horizon. Tahap pertama terutama dikendalikan oleh pelapukan fisik yang kuat dengan pelapukan biokimia yang lemah. Sedangkan tahap kedua diawali dengan proses pelapukan biokimia yang kuat. Proses diferensiasi meliputi proses pergerakan bahan serta transfer bahan dan energi (Simonson, 1959).

Menurut Foth (1990), proses pembentukan tanah secara garis besar dibedakan atas proses pelapukan dan perkembangan tanah. Proses pelapukan merubah batuan induk menjadi bahan induk tanah lalu berubah menjadi tanah, selanjutnya proses perkembangan tanah akan menghasilkan horizon-horizon genetik ditubuh tanah tersebut, pada tanah yang sudah berkembang akan dijumpai horizon-horizon A, B, C dan R.

Dalam proses pembentukan tanah, ada yang dinamakan faktor pembentuk tanah. Yaitu merupakan faktor yang menentukan dalam pembentukan jenis-jenis tanah. Faktor pembentuk tanah terdiri dari bahan induk dan faktor lingkungan yang mempengaruhi perubahan bahan induk menjadi tanah.Walaupun faktor pembentuk tanah tersebut sangat banyak tetapi faktor yang terpenting adalah iklim, organisme, bahan induk, dan waktu. Faktor-faktor lain misalnya, gravitasi, gempa bumi dan lain-lain (Hardjowigeno, 1993).

(15)

Pada umumnya, pembentukan tanah meliputi 4 proses, yaitu (1) penambahan bahan organik dan mineral ke dalam tanah (2) kehilangan benda-

benda tersebut dari tanah, (3) pemindahan bahan-bahan dari tanah satu lapisan ke

lapisan lain, baik perpindahan secara vertikal maupun secara horizontal dan (4) perubahan bentuk bahan-bahan mineral atau bahan organik di dalam tanah

(Utomo et al., 2016).

Setelah terjadi proses pembentukan, tanah tersebut juga akan mengalami perkembangan. Perkembangan tanah dapat dicirikan oleh distribusi dan komposisi mineral di dalam tanah.Tanah yang mengalami perkembangan tanah lebih lanjut jika kandungan mineral primer yang mudah lapuk lebih sedikit dibanding dengan mineral sukar lapuk. Sedangkan kandungan liat dalam tanah cenderung meningkat dengan tingkat pelapukan yang lebih lanjut (Hardjowigeno, 1993).

Warna tanah merupakan salah satu ciri tanah yang jelas dan mudah terlihat dan barangkali lebih sering digunakan memberikan tanah daripada ciri tanah lain, khususnya oleh orang awam. Tanah humus berwarna hitam atau coklat. Bahan gambut berwarna hitam atau coklat kemerahan, oksida besi dapat merah, coklat dan kemerahan. Oksida besi dapat merah, coklat karat, atau kuning, yang dalam urutan ini menunjukkan tingkat hidratasi yang makin tinggi. Besi tereduksi berwarna kebiruan, kehijauan, atau biru-hijau. Oksida-reduksi yang tidak merata menimbulkan warna bercak-bercak, terdiri atas warna besi teroksidasi dan tereduksi. Warna hitam pada tanah mengesankan kadar humus yang tinggi maka produktivitas tanah dapat dinilai tinggi. Warna muda mengesankan pelindian yang telah berjalan. Perbedaan warna dapat juga terjadi karena perbedaan kandungan bahan organik yang terkandung pada setiap horizonnya (Notohadiprawiro, 1998).

(16)

Tekstur tanah menunjukkan komposisi partikel penyusun tanah yang dinyatakan sebagai perbandingan proporsi pasir, debu dan liat. Tanah yang didominasi pasir akan banyak mempunyai pori-pori makro, tanah yang didominasi debu akan banyak mempunyai pori-pori meso, sedangkan yang didominasi liat akan banyak mempunyai pori-pori mikro. Selain tekstur, warna tanah dapat dijadikan pendeskripsian karakter tanah. Warna tanah merupakan komposit dari warna-warna komponen-komponen penyusunnya. Semakin banyak bahan organik, maka semakin gelap tanahnya, selanjutnya semakin intensif pelindian maka semakin terang warna tanahnya (Hanafiah, 2005).

Tingkat perkembangan tanah digunakan sebagai ukuran kualitatif terhadap jumlah perubahan yang terjadi pada bahan induk. Tingkat perkembangan tanah bersifat relatif dan didasarkan pada sifat-sifat tanah yang dapat diamati dan diukur, serta kelengkapan horizon genetiknya. Selain itu warna dan kandungan liat dari horizon merupakan faktor penilaian yang lebih kualitatif. Begitu pula kedalaman solum, ketebalan horizon iluviasi, dan reaksi tanah (Ismail, 1981).

Perkembangan tanah dapat dicirikan oleh distribusi dan komposisi mineral di dalam tanah. Tanah yang mengalami perkembangan tanah lanjut jika kandungan mineral primer yang mudah lapuk lebih sedikit dibanding dengan mineral sukar lapuk. Sedangkan kandungan liat dalam tanah cenderung meningkat dengan tingkat pelapukan yang lebih lanjut (Hardjowigeno, 1993).

Penilaian tingkat perkembangan tanah ditentukan berdasarkan sifat morfologis tanah dan genesa tanah, dimana secara morfologi ditentukan berdasarkan kelengkapan horizon-horizon genetis dan kedalaman solum, sedangkan secara genetis tanah ditetapkan berdasarkan tingkat pelapukan baik

(17)

secara kualitatif maupun kuantitatif sebagai hasil evaluasi analisa fisika, kimia dan mineralogi tanah. Perkembangan suatu tanah tergantung pula pada jenis bahan induk yang menentukan sifat kimia dari tanah yang dihasilkan. Pengaruh bahan induk ini sangat jelas pada stadia awal pembentukan tanah (Hakim et al.,1986).

Inceptisol adalah tanah yang baru berkembang, mempunyai epipedon Okrik (pucat), meskipun masih sedikit memperlihatkan bukti adanya eluviasi dan iluviasi. Golongan tanah ini dapat terjadi hampir dalam semua zona iklim yang memungkinkan terjadinya proses pencucian. Inceptisol merupakan tanah yang mempuyai horizon alterasi yang telah kehilangan basa-basa atau besi dan aluminium tetapi mengandung mineral-mineral terlapuk, tanpa horizon iluviasi yang diperkaya dengan liat silikat yang mengandung aluminium dan bahan organik amorf (Sevindrajuta, 2012).

Karena Inceptisol merupakan tanah yang baru berkembang, biasanya mempunyai tekstur yang beragam dari kasar hingga halus, dalam hal ini tergantung tingkat pelapukan bahan induknya. Tanah ini memiliki nilai pH yang sangat rendah, sehingga sulit untuk dibudidayakan. Kesuburan tanahnya rendah, jeluk efektifnya beragam dari dangkal hingga dalam. Di dataran rendah pada umumnya tebal, sedangkan pada daerah-daerah lereng curam solumnya tipis. Pada tanah berlereng cocok untuk tanaman tahunan atau tanaman permanen untuk menjaga kelestarian tanah (Munir, 1996).

Bahan Induk Tanah

Bahan induk merupakan peruraian atau pelapukan dari batuan. Secara umum batuan dapat dibedakan menjadi tiga yaitu: batuan beku, batuan metamorfosa dan batuan sedimen. Batuan beku terjadi karena magma yang

(18)

membeku. Batuan sedimen adalah batuan yang terbentuk akibat sedimentasi baik oleh air maupun angin. Batuan metamorfosa berasal dari batuan beku ataupun sedimen yang karena suhu dan tekanan yang tinggi berubah menjadi jenis batuan yang lain (Hardjowigeno, 1993).

Pengaruh dan hubungan bahan induk dengan sifat-sifat tanah terlihat jelas pada tanah-tanah di daerah kering atau tanah muda. Di daerah yang lebih basah atau pada tanah-tanah tua, hubungan antara sifat bahan induk dengan sifat-sifat tanah menjadi kurang jelas. Walaupun demikian tidak berarti pada tanah-tanah tua pengaruh bahan induk menjadi hilang. Contoh kwarsa yang sukar lapuk akan tetap ditemukan pada tanah-tanah tua (Buol et al., 1980).

Sifat bahan induk pasif berdasarkan kenyataan bahwa berbagai jenis bahan induk (faktor pembentuk tanah yang lain berada dalam keadaan yang serba sama) dapat menghasilkan jenis tanah yang sama. Sebaliknya, bahwa pada bahan induk yang sama tetapi mengalami kegiatan faktor-faktor pembentuk tanah yang berbeda-beda, akan menghasilkan jenis tanah yang berlainan (Krauskopf, 1979).

Tanah Inceptisol di Indonesia banyak dipergunakan sebagai lahan sawah.

Tanah sawah glei, adalah tanah sawah yang berasal dari tanah dengan permeabilitas sangat lambat, sehingga terbentuk tanah dengan warna glei, karena adanya genangan air terus-menerus, akibat sangat lambatnya permeabilitas tanah.

Hal ini dapat terjadi, misalnya karena tingginya kandungan liat yang mudah mengembang, dan hampir sepanjang tahun tanah digunakan untuk tanaman padi.

Dihorizon bawah, warna tanah masih lebih terang daripada horizon atas. Lapisan tapak bajak tidak terbentuk, tetapi eluviasi lemah Fe dan Mn terjadi pada horizon

(19)

glei di permukaan, dan horizon iluviasi lemah Fe dan Mn ditemukan di horizon bawah (Hardjowigeno et al., 2004).

Mineral Liat

Mineral tanah adalah mineral yang terkandung di dalam tanah dan merupakan salah satu bahan utama penyusun tanah. Mineral dalam tanah berasal dari pelapukan fisik dan kimia dari batuan yang merupakan bahan induk tanah, rekristalisasi dari senyawa-senyawa hasil pelapukan lainnya atau pelapukan (alterasi) dari mineral primer dan sekunder yang ada (Prasetyo, 2005).

Mineral merupakan komponen penting dari tanah, yang merupakan kombinasi unsur-unsur anorganik berupa kristal dan amorf dan merupakan salah satu faktor yang menentukan sifat tanah. Jenis mineral didalam tanah berkaitan erat dengan tingkat dekomposisinya dan dapat digunakan sebagai alat pendekatan dalam menentukan tingkat kesuburan tanah. Karena bahan-bahan mineral ini merupakan kerangka dasar tanah (Sirappa dan Sastiono, 2002).

Mineral dalam tanah dapat dibedakan atas dua kelompok yaitu mineral primer dan mineral sekunder. Mineral primer adalah mineral tanah yang umumnya mempunyai ukuran butir fraksi pasir 2-0,05 mm. Contoh dari mineral primer yang banyak terdapat di Indonesia adalah olivin, biotit, amfibol, kuarsa, piroksen, plagioklas, muskovit dan lain-lain. Sedangkan mineral sekunder atau mineral liat adalah mineral-mineral hasil pembentukan baru atau hasil pelapukan mineral primer yang terjadi selama proses pembentukan tanah yang komposisi maupun strukturnya sudah berbeda dengan mineral yang terlapuk. Contoh dari mineral sekunder yang banyak terdapat di Indonesia adalah kaolinit, haloisit, vermikulit, smektit, alofan dan geotit (Prasetyo, 2005).

(20)

Berdasarkan jumlah lembar tetrahedra dan oktahedra dalam satu lapisan, dikenal tipe-tipe struktur berikut : tipe 1:1 atau dimorfik, 2:1 atau trimorfik, 2:2 atau 2:1:1 atau tetramorfik. Kelompok kaolinit mewakili struktur lapisan 1:1, karena komposisinya terdiri dari satu lembar tetrahedra dan satu lembar oktahedra. Kelompok montmorilonit mewakili tipe 2:1, karena strukturnya dibangun oleh dua lembar tetrahedra dan satu lembar oktahedra. Kelompok klorit merupakan satu contoh dari tipe 2:2, sedang paligorskit dan sepiolit tergolong kedalam tipe 2:1:1 (Goenadi dan Rajagukguk, 1995).

Setiap mineral mempunyai sifat khas secara fisik dan kimia. Sehingga identifikasi sifat-sifat mineralogi liat dan kimia tanah-tanah pertanian sangat penting dilakukan karena sifat-sifat tersebut berkaitan dengan pendugaan potensi kesuburan tanah serta merupakan dasar penyusunan strategi pengelolaan tanah seperti pemupukan (Sirappa dan Sastiono, 2002).

Karena sifat khas yang dimiliki setiap mineral dan ditambah dengan faktor lingkungan menyebabkan tanah yang terbentuk juga akan berbeda. Mineral kaolinit merupakan fraksi penting dari lempung pada tanah Ultisol dan Oxisol dan terdeteksi sebagai mineral pelengkap pada tanah Alfisol dan Vertisol. Mineral Ilit yang merupakan mineral yang telah ditemukan sebagai konstituen penting lempung dalam tanah-tanah Mollisol, Alfisol, Spodosol, Aridisol, Inceptisol, dan Entisol. Namun, dalam tanah-tanah yang dipengaruhi oleh presipitasi yang tinggi, mineral ini cenderung berubah menjadi montmorilonit, sedangkan dibawah pengaruh iklim yang lebih panas atau temperatur yang lebih tinggi, struktur ilit dilaporkan menjadi lebih tidak teratur, dan akan terbentuk kaolinit (Goenadi dan Rajagukguk, 1995).

(21)

Kaolinit merupakan mineral liat tipe 1:1 yang paling banyak dijumpai di Indonesia. Mineral kaolinit umumnya terbentuk pada lingkungan yang pencucian basa-basanya intensif, reaksi tanah masam, dengan drainase tanah yang relatif baik, namun lingkungan seperti ini umumnya hanya dimiliki oleh tanah-tanah berlereng ditanah kering (Prasetyo et al.,2017).

Alofan adalah nama kelompok mineral liat non kristalin alumino hidrous silikat dengan komposisi kimia yang sangat beragam. Alofan terdiri atas bidang berongga, partikel tidak teratur bulat dengan diameter luar berkisar dari 35 sampai 50 Å dan ketebalan dinding 0,7sampai 10 Å (Dahlgren et al. 1993).

Alofan terutama ditemukan pada tanah-tanah abu volkan. Kehadiran alofan mempunyai pengaruh penting terhadap sejumlah sifat-sifat tanah. Tanah yang mengandung alofan memiliki kapasitas air yang meningkat cukup besar.

Hubungan antara alofan dan imogolit serta mineral-mineral liat lainnya dapat diilustrasikan dengan deretan hancuran iklim sebagai berikut: Gelas vulkanik → Hidrat Al dan Si amorf →Alofan → Imogolit → Halosit → Kaolinit → Gibsit (Tan 1998).

Menurut Marshall (1997) bahwa distribusi mineral liat didalam tanah sangat erat kaitannya dengan tingkat perkembangan tanah. Pada tanah muda yang berkembang dari debu vulkan dengan fase perkembangan awal tersusun oleh mineral amorf, fase medium alofan dan kristal kaolinit, dan fase terakhir tersusun oleh mineral alofan, kaolonit dan gibsit. Perbedaan jenis mineral tanah yang terbentuk dari bahan induk yang berbeda adalah disebabkan tingkat stabilitas mineral penyusun batuan adalah berbeda pula yang selanjutnya perbedaan kondisi

(22)

pembentukan tanah yaitu proanisotrop dan proisotrop yang masing-masing memberi kenampakan horizonisasi pada profil tanah.

Distribusi mineral liat tanah tidak terlepas dari genesis yang membenarkan bahwa terdapat warisan mineral pada masa lalu, sehingga walaupun sulit dapat didekati dengan kajian morfologi yaitu grafik nisbi hubungan jenis mineral dan kedalaman tanah (Marpaung, 1992).

Metoda yang digunakan untuk menentukan mineral baik secara kualitatif atau kuantitatif dapat dibedakan atas 2 kelompok yaitu metoda berdasarkan sifat kimia dan metoda berdasarkan sifat fisik. Metoda berdasarkan sifat kimia terdiri atas : Analisis Kimia Total, Pelarutan Selektip, Kapasitas Tukar Kation, dan Nilai pH pada Pelarut Tertentu. Dan metoda berdasarkan sifat fisik terdiri atas : Penggunaan Sinar X, Analisis Thermal, Penggunaan Sinar Infra Red dan Penggunaan Elektron Mikroskop (Mukhlis et al., 2017).

Differential thermal analysis adalah analisis termal yang menggunakan

referensi sebagai acuan perbandingan hasilnya, material referensi ini biasanya material inert. Sampel dan material referensi dipanaskan secara bersamaan dalam satu tempat, perbedaan temperatur sampel dengan temperatur material referensi direkam selama siklus pemanasan dan pendinginan (Klancnik et al., 2009).

DTA digunakan untuk mengukur perbedaan suhu (⁰C) antara bahan sampel dan bahan pembanding atau standar yang panasnya stabil, dengan menggunakan laju pemanasan yang dikendalikan dari suhu kamar sampai dengan 1000 ⁰C. Bahan pembanding (standar) yang digunakan kaolinit yang telah dipanaskan, (pada suhu 1000 ⁰C), Al₂O₃ yang telah dipanaskan, serta dapat juga digunakan α-Alumina. Untuk sampel tanah terlebih dahulu digunakan H2O2 30%

(23)

untuk menghilangkan bahan organik yang merekat pada tanah. Perlakuan terhadap sampel tanah yaitu berupa: 1) penjenuhan HCl 5 N, 2) penjenuhan NaOH 5 N, 3) penjenuhan 0,1 N NaCl₂, 4) penjenuhan CaCl₂, serta penjenuhan AlCl₃. Perlakuan tersebut dapat mempengaruhi kurva yang dihasilkan oleh DTA, dimana kurva tersebut dapat menjadi penciri dalam identifikasi mineral. Pemanasan harus terkendalikan dan seragam yaitu berkisar 0,1⁰C hingga 1000 ⁰C/menit (Goenadi dan Rajagukguk, 1995).

DTA dapat merekam transformasi apakah panas didalam chamber itu diserap atau dikeluarkan. DTA sangat membantu untuk memahami hasil dari XRD, analisis kimia dan mikroskopi. Keuntungan dari DTA yaitu : dapat menentukan kondisi eksperimental sampel (baik dengan tekanan tinggi atau vakum), instrument dapat digunakan dalam temperatur tinggi, karakteristik transisi dan reaksi pada temperatur tertentu dapat dideteksi dengan baik. Karena DTA mengijinkan sampel mengalami kehilangan berat saat pengukuran, DTA sangat berguna untuk material dengan dekomposisi yang cukup intensif seperti elastomer, material eksotermik, dll. Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil pengujian DTA yaitu berat sampel, ukuran partikel, laju pemanasan, kondisi atmosfir, kondisi material itu sendiri (Bhadeshia, 2002).

Tiap sifat tanah mempunyai pola agihan (mineral) acak sendiri-sendiri, terbawa dari sejarah pemunculan yang berbeda-beda, sekalipun dalam satu individu tubuh tanah yang sama. Maka tidak mudah menamakan morfologi tanah.

Penamaan biasanya menggunakan gabungan pola agihan acak beberapa sifat tanah terpilih yang dinilai terpenting sebagai ciri diagnostik. Dengan penggabungan

(24)

tersebut dapat digaris bawahi horizon-horizon induk. Dari ribuan pola acak, dapat disimpulkan menjadi enam pola pokok, yaitu : berkurang, meningkat, dengan maksimum, dengan minimum, tidak tentu dan tetap (Notohadiprawiro, 1998).

Toposekuen

Topografi merupakan salah satu faktor dalam proses pembentukan tanah yang mempengaruhi sifat-sifat tanah. Iklim dan organisme digolongkan ke dalam faktor pembentuk tanah aktif, sedangkan faktor pembentuk tanah lainnya disebut faktor pembentuk tanah pasif. Istilah lereng digunakan untuk menunjukkan sudut

yang terbentuk pada permukaan bumi terhadap bidang yang dianggap datar (Jenny, 1941).

Menurut Young (1972), dalam hubungannya dengan pembentukan dan perkembangan tanah, lereng mencakup tiga aspek yang terdiri dari kemiringan, posisi, dan bentuk lereng. Kemiringan lereng menunjukkan sudut yang terbentuk antara bidang datar dengan permukaan lereng. Besarnya kemiringan berkisar dari datar hingga curam. Posisi lereng menunjukkan letak suatu lereng, berkisar dari kaki lereng hingga puncak lereng. Sedangkan bentuk lereng adalah wujud permukaan lereng yang berbentuk cembung atau cekung.

Topografi berhubungan dengan deposisi tephra, erosi dan penyebaran bahan sesuai kemiringan lereng dan lansekap terutama distribusi kelembaban dan merupakan faktor penting yang mempengaruhi genesis dan sifat tanah andisol (Shoji et al., 1993).

Sifat-sifat tanah yang umumnya berhubungan dengan relief adalah tebal solum, tebal dan kandungan bahan organik horizon A, kandungan air tanah (relative wetness), warna tanah, tingkat perkembangan horizon, reaksi tanah (pH),

(25)

kejenuhan basa, kandungan garam mudah larut, jenis dan tingkat perkembangan padas, suhu dan sifat dari bahan induk tanah (Buol et al., 1980).

Menurut Utomo et al., (2016) topografi akan mempengaruhi curah hujan terhadap proses pelapukan. Pada daerah yang berlereng, air hujan tidak berkesempatan untuk meresap kedalam tanah. Pada daerah yang datar, topografi akan lebih mampu untuk meresap air, dan pada daerah cekungan topografi akan menampung air hujan. Pada daerah berlereng, efek curah hujan berupa erosi dan abrasi. Pada daerah datar, efek curah hujan berupa reaksi kimia dan pemindahan hasil reaksi. Demikian pada daerah cekungan, selain efek kimia dan pemindahan hasil reaksi juga terjadi reaksi redoks.

Menurut Foth (1990) topografi memodifikasi perkembangan profil tanah dalam tiga cara: (1) dengan mempengaruhi banyaknya presipitasi yang terserap

dan yang dipertahankan dalam tanah, jadi mempengaruhi perkembangan tanah;

(2) dengan mempengaruhi laju pembuangan tanah oleh erosi; (3) dengan mengarahkan gerakan bahan dalam suspensi atau larutan atau dari satu daerah ke daerah lainnya.

Panjang dan kemiringan lereng akan mempengaruhi genesis tanah.

Semakin meningkat kemiringan lereng, terjadi limpasan air yang lebih besar dan menyebabkan erosi tanah. Hal tersebut menyebabkan proses genesis tanah melambat. Umumnya gradien lereng yang meningkat dikaitkan dengan pertumbuhan tanaman dan kandungan bahan organik yang lebih sedikit, pelapukan yang melambat dan perubahan bentuk liat, terjadi pelindian yang sedikit dan eluviasi. Akibatnya, tanah memiliki sola yang lebih tipis dan kurang berkembang dengan baik (Foth, 1990).

(26)

Daerah yang memiliki curah hujan tinggi, menyebabkan pergerakan air pada suatu lereng menjadi tinggi pula sehingga dapat menghanyutkan partikel- partikel tanah. Proses penghancuran dan transportasi oleh air akan mengangkut berbagai partikel-partikel tanah, bahan organik, unsur hara, dan bahan tanah lainnya. Keadaan tersebut disebabkan oleh energi tumbuk butir-butir hujan, intensitas hujan, dan penggerusan oleh aliran air pada permukaan tanah yang memberikan pengaruh dalam proses pembentukan dan perkembangan tanah (Arsyad, 2000).

(27)

BAHAN DAN METODE Waktu Dan Tempat Percobaan

Penelitian ini dilaksanakan di Kecamatan Onan Runggu Kabupaten Samosir Provinsi Sumatera Utara, pada 3 desa yang memiliki ketinggian yang berbeda, yaitu Desa Harian yang berada pada ketinggian 912 mdpl, Desa Pardomuan yang berada pada ketinggian 1112 mdpl dan Desa Huta Hotang yang berada pada ketinggian 1222 mdpl. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret sampai bulan Juni 2018. Analisis tanah di lakukan di Laboratorium Socfindo dan Laboratorium Politeknik Teknologi Kimia Industri (PTKI) Medan.

Bahan dan alat

Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah sampel tanah yang diambil dari masing-masing profil tanah serta bahan-bahan yang akan digunakan untuk analisis di laboratorium.

Adapun alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah DTA (Differential Thermal Analysis), Peta Administrasi Kecamatan Onan Runggu Kabupaten

Samosir, Peta Jenis Tanah Kecamatan Onan Runggu dengan skala 1 : 100.000, Data curah hujan, GPS untuk mengetahui letak titik koordinat lokasi penelitian dan lokasi profil tanah pewakil, Kompas untuk menentukan arah mata angin, Meteran untuk mengukur ketebalan horison atau lapisan tanah, Munsell Soil Colour Chart untuk menentukan warna tanah, Kamera untuk foto dokumentasi profil tanah serta keadaan daerah penelitian, Kantong plastik untuk wadah contoh

(28)

tanah, Pisau pandu untuk menentukan lapisan/horison dan batas horison, Cangkul untuk menggali profil tanah, Label untuk pertanda contoh tanah.

Metode penelitian

Metode yang dilakukan pada penelitian ini adalah metode survei dengan melakukan pengamatan dilapangan untuk mengetahui morfologi dan karakteristik tanah serta analisis DTA (Differential Thermal Analysis) untuk mengetahui mineral liat yang terkandung didalam tanah.

Pelaksanaan Penelitian a. Persiapan

Sebelum dilakukan penelitian, terlebih dahulu dilakukan konsultasi dengan dosen pembimbing, telaah pustaka, penyusunan usulan penelitian, pengadaan peta-peta yang diperlukan, mengadakan pra survei ke lapangan dan penyediaan bahan serta peralatan yang digunakan di lapangan.

b. Kegiatan Dilapangan

Daerah penelitian ditetapkan atas dasar peta lokasi penelitian dan peta jenis tanah, sedangkan penentuan letak profil diketahui berdasarkan hasil uji pendahuluan dengan mengadakan pemboran tanah. Kemudian dilakukan penggalian profil pada tiga tempat yang dianggap mewakili. Profil tanah dibuat dengan menggali sampai kedalaman maksimal (solum tanah) 1m x 1m x 1,5 m dan digambarkan menurut lapisan atau horizon tanahnya.

Pengamatan sifat-sifat tanah yang dilakukan meliputi batas horison atau lapisan tanah, warna tanah, tekstur tanah, struktur tanah, konsistensi tanah dan

(29)

kedalaman efektif, pencatatan data lingkungan dan vegetasi, dan ketinggian tempat.

c. Analisis Laboratorium

Analisis laboratorium yang digunakan adalah analisis tekstur tanah dengan metode pipet dan untuk mengetahui mineral liat dengan interpretasi termogram yang dihasilkan dengan alat DTA(Differential Thermal Analysis) yang dilakukan di Laboratorium Politeknik Teknologi Kimia Industri.

Cara kerja DTA adalah dengan berdasarkan pada perbedaan suhu antara contoh dengan contoh baku (reference) pada saat kedua bahan tersebut mengalami pemanasan. Contoh reference merupakan bahan yang tidak mengalami perubahan energi atau kehilangan berat pada waktu dilakukan pemasan. Mineral yang digunakan sebagai reference adalah mineral korondum (Al2O3) atau Kaolinit yang telah mengalami kalsinasi (pemanasan hingga 1000 ⁰C).

d. Analisa Data

 Diinput data lapangan dan analisis tanah di laboratorium

 Dideskripsikan profil tanah berdasarkan data lapangan, batas dan

kedalaman horizon profil pengamatan serta hasil analisis fisik dan kimia tanah di laboratorium

 Analisis dapat dilakukan dengan menginput data hasil analisa

termogram dan analisa kualitatif yaitu dengan menghitung luas dari kurva endotermik hasil dari analisa termogram dengan menggunakan milimeter, dan hitung jumlah mineral dengan rumus :

Luas kurva endotermik dari sampel tanah (30 mg) Luas kurva endotermik dari mineral standar Luas =

(30)

Mineral Liat Puncak Endotermik (⁰C) Puncak Eksotermik (⁰C)

Kaolinit 400-600 900-1000

Montmorilonit 100-250 900-1000

Haloisit 500-600 900-1000

100-200

Gibsit 250-350 800-900

Geotit 300-400 800-900

Alofan 50-150 800-900

Imagolit 390-420 900-1000

Sumber : Mukhlis et al., (2017)

 Pola hubungan distribusi mineral dengan kedalaman tanah berdasarkan toposekuen yang diharapkan mempunyai satu atau lebih bentuk berikut:

Gambar 1. Pola Distribusi Mineral Liat

 Tingkat perkembangan ditentukan berdasarkan pola distribusi mineral liatnya, selain itu juga ditentukan berdasarkan sifat fisika tanah, dan ciri morfologi tanahnya. Pada tanah muda yang berkembang dari debu vulkan dengan fase perkembangan awal tersusun oleh mineral amorf, fase medium alofan dan kristal kaolinit, dan fase terakhir tersusun

Berkurang

KadarMineral Liat Kadar Mineral Liat Kadar Mineral Liat

0 cm

150 cm

0 cm 0 cm

150 cm 150 cm

Kadar Mineral Liat Kadar Mineral Liat 0 cm

0 cm

150 cm 150 cm

Meningkat

Tidak Tentu Minimum

Maksimum

(31)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penggalian profil tanah dilakukan di ketiga desa yang berada di Kecamatan Onan Runggu Kabupaten Samosir yaitu Desa Harian, Desa Pardomuan dan Desa Huta Hotang pada ketinggian 912, 1112 dan 1222 meter di atas permukaan laut. Penggunaan lahan sawah pada daerah lokasi penelitian adalah lahan sawah yang di sawahkan satu kali dalam setahun.

Pendeskripsian terhadap profil tanah dapat dijadikan sebagai penggambaran dari tubuh tanah dan pada hakikatnya merupakan pengkajian secara teliti terhadap horizon tanah. Penentuan horizon tanah didasarkan pada jumlah sifat yang dijadikan sebagai faktor pembeda seperti warna, tekstur, struktur, konsistensi, dan batas horizon. Adapun deskripsi dari ketiga profil tanah tersebut disajikan pada Tabel 2, Tabel 3 dan Tabel 4.

(32)

Tabel 2. Deskripsi Profil I

Lokasi : Desa Harian Kecamatan Onan Runggu Bahan Induk : Tuff Liparit

Tinggi Tempat : 912 mdpl Kemiringan Lereng : 2-8 % Vegetasi : Padi Kedalaman efektif : 67 cm

Horizon Kedalaman (cm)

Deskripsi

Apg 0-18/22 Warna coklat muda keabu-abuan (10Y-5GY 4/2);

tekstur lempung; struktur granular; konsistensi lepas; perakaran halus sampai sedang banyak; batas lapisan baur; terdapat sedikit karatan

Bg 18/22-38/40 Warna abu-abu kehijauan (Gley 5/1); tekstur lempung; struktur granular; konsistensi gembur;

perakaran halus sampai sedang banyak; batas lapisan baur; terdapat sedikit karatan

BC 38/40-77/53 Warna abu-abu gelap kehijauan (Gley 1 4/1);

tekstur lempung berpasir; struktur granular;

konsistensi teguh; perakaran halus sedikit; batas lapisan baur; terdapat sedikit karatan

C >77 Warna abu-abu kehijauan (Gley 1 6/1); tekstur lempung; struktur granular; konsistensi sangat teguh; terdapat sedikit karatan

(33)

Tabel 3. Deskripsi Profil II

Lokasi : Desa Pardomuan Kecamatan Onan Runggu Bahan Induk : Tuff Liparit

Tinggi Tempat : 1112 mdpl Kemiringan Lereng : 8-15 % Vegetasi : Padi Kedalaman efektif : 74 cm

Deskripsi

Ap 0-16/14 Warna coklat gelap kekuningan (10YR 4/4); tekstur lempung; struktur granular; konsistensi gembur;

perakaran halus sampai sedang banyak; batas lapisan baur; terdapat karatan yang sedikit B 16/14-38/45 Warna coklat sangat pucat (10 YR 7/3); tekstur

liat; struktur granular; konsistensi sangat gembur;

perakaran halus sampai sedang banyak; batas lapisan baur;

BC 38/45-92/96 Warna coklat sangat pucat (10YR 8/4 ); tekstur lempung berpasir; struktur granular; konsistensi teguh; perakaran halus sedikit; batas lapisan baur;

C >96 Warna kuning kecoklatan (10YR 6/6); tekstur lempung; struktur granular; konsistensi sangat teguh;

(34)

Tabel 4. Deskripsi Profil III

Lokasi : Desa Pardomuan Kecamatan Onan Runggu Bahan Induk : Tuff Liparit

Tinggi Tempat : 1222 mdpl Kemiringan Lereng: 15-25 % Vegetasi : Padi Kedalaman efektif : 60 cm

Deskripsi

Apg 0-14/12 Warna coklat muda (2,5Y 4/3); tekstur lempung;

struktur granular; konsistensi lepas; perakaran halus sampai sedang banyak; batas lapisan baur; terdapat karatan yang sedikit

Bg 14/12-35/30 Warna coklat muda cerah (2,5Y 5/4); tekstur lempung berdebu; struktur granular; konsistensi gembur; perakaran halus sampai sedang banyak;

batas lapisan baur;

B2g 35/30-44/42 Warna coklat pucat (2,5 Y 7/3); tekstur lempung berpasir; struktur granular; konsistensi sangat gembur; perakaran kasar sedikit; batas lapisan baur;

BC 44/42-56/62 Warna coklat cerah kekuningan (2,5Y 6/3 ); tekstur lempung berdebu; struktur granular; konsistensi sangat teguh;

C >62 Warna abu-abu cerah (2,5Y 7/1); tekstur lempung berliat; struktur granular; konsistensi sangat teguh;

(35)

Berdasarkan morfologi tanah pada profil I dengan kemiringan lereng 2-8%

diperoleh 4 horizon yaitu Apg, Bg, BC dan C yang memiliki warna, tekstur dan konsistensi yang berbeda-beda. Memiliki batas peralihan baur. Pada profil I didominasi oleh warna coklat dan abu-abu kehijauan. Pada profil I warna tanah semakin terang menurut kedalaman. Semakin dalam tanah, warna tanah yang ada pada setiap horizonnya semakin terang. Hal tersebut sesuai dengan literatur Hardjowigeno et al.,(2004) yang menyatakan bahwa warna yang semakin terang pada tanah sawah tersebut dikarenakan adanya genangan air terus-menerus yang disebabkan oleh permeabilitas yang sangat lambat.

Pada profil II dengan kemiringan lereng 8-15% memiliki 4 horizon yaitu, Ap, B, BC dan C. Pada profil II ini didominsi oleh warna coklat gelap kekuningan, coklat sangat pucat dan kuning kecoklatan. Memiliki tekstur, konsistensi dan kondisi perakaran yang berbeda-beda. Hal tersebut sesuai dengan literatur Notohadiprawiro (1998) yang menyatakan bahwa perbedaan warna dapat disebabkan oleh adanya proses leaching yang terjadi pada horizon, dan juga karena perbedaan kandungan bahan organik yang terkandung pada setiap horizonnya.

Pada profil III dengan kemiringan lereng 15-25% memiliki 5 horizon yaitu Apg, Bg, B2g, BC dan C dimana pada setiap horizon memiliki warna, tekstur, dan

(36)

konsistensi yang berbeda-beda. Warna tanah yang terdapat pada profil III ini adalah coklat muda, coklat muda cerah, coklat pucat, coklat kekuningan cerah dan abu-abu cerah. Hal tersebut sesuai dengan literatur Hanafiah (2005) yang menyatakan bahwa tanah yang didominasi pasir akan banyak mempunyai pori- pori makro, tanah yang didominasi debu akan banyak mempunyai pori-pori meso, sedangkan yang didominasi liat akan banyak mempunyai pori-pori mikro. Selain tekstur, warna tanah dapat dijadikan pendeskripsian karakter tanah. Warna tanah merupakan komposit dari warna-warna komponen-komponen penyusunnya.

Semakin banyak bahan organik, maka semakin gelap tanahnya, selanjutnya semakin intensif pelindian maka semakin terang warna tanahnya.

Penentuan notasi warna dilakukan berdasarkan buku pedoman warna tanah yaitu Munsell Soil Colour Chart. Notasi Munsell berupa simbol-simbol Hue, Value dan Chroma yang ditulis berurutan. Hue menunjukkan warna spectrum yang dominan, sesuai dengan panjang gelombang. Value menunjukkan gelap terangnya warna sesuai dengan banyaknya sinar yang dipantulkan. Chroma menunjukkan kemurnian atau kekuatan dari warna spectrum.

Dari ketiga profil tersebut, menurut Hardjowigeno (1993) bahwa yang termasuk kedalam perkembangan tanah sedang adalah terbentuknya horizon B akibat adanya penimbunan liat (iluviasi) dari lapisan atas ke lapisan bawah, atau terbentuknya struktur pada lapisan bawah, atau perubahan warna yang menjadi lebih cerah daripada horizon C dibawahnya. Dan pada tingkat ini tanah mempunyai kemampuan berproduksi tinggi karena unsur hara dalam tanah cukup tersedia sebagai hasil dari pelapukan mineral, sedangkan pencucian hara lebih lanjut.

(37)

Mineral Liat

Hasil identifikasi mineral liat dengan DTA dari profil yang diamati dapat dilihat pada tabel 5 yang merupakan penetapan mineral liat berdasarkan kualitatif.

Dalam pola penyebaran mineral liat, mineral liat akan dihubungan dengan seiring bertambahnya kedalaman tanah, dengan mengukur intensitas/amplitudo puncak endotermik. Berdasarkan luasan kurva termogram tersebut diketahui bahwa pada profil I didominasi oleh mineral liat alofan, sedangkan pada profil II didominasi oleh mineral liat alofan dan kaolinit serta profil III didominasi oleh mineral liat alofan dan kaolinit.

Adapun prinsip kerja dari alat DTA ini adalah dengan membandingkan garis yang terbentuk pada garis termogram yang disebabkan oleh perubahan temperatur antara contoh tanah dengan bahan pembanding, dalam hal ini digunakan Al₂O₃ dengan kecepatan pemanasan yang konstan, dalam penelitian ini digunakan kecepatan 10 ⁰C/menit. Contoh tanah dan bahan pembanding tersebut dipanaskan dalam suatu wadah yang disebut thermocouple yang berbahan dasar platinum rodium (PR). Temperatur yang digunakan dalam melakukan pemanasan mencapai 900 ⁰C.

Pada termogram dijumpai adanya dua puncak, yaitu puncak yang mengarah kebawah dinamakan puncak endotermik, puncak ini dapat terbentuk apabila terjadi dehidroksilasi dan puncak yang mengarah keatas dinamakan puncak eksotermik, puncak ini dapat terbentuk dengan adanya pelepasan alumina.

Berdasarkan termogram diketahui bahwa pada ketiga profil dan setiap horizonnya didominasi oleh mineral alofan, hal tersebut ditunjukkan oleh adanya puncak endotermik pada temperatur 50-80 ⁰C dan kandungan mineral yang

(38)

lainnya adalah kaolinit, hal tersebut ditunjukkan oleh puncak endotermik pada temperatur 450-500 ⁰C. Hal tersebut sesuai dengan Mukhlis et al (2017) yang menyatakan bahwa mineral alofan akan menunjukkan puncak endotermik pada suhu 500-600 ⁰C dan mineral liat alofan dengan puncak endotermik 50-150 ⁰C.

Tabel 5. Puncak Endotermik Profil I, II dan III

Profil Horizon Puncak Endotermik (⁰C) Jenis Mineral Liat

I Apg 60 ⁰C Alofan

Bg 50 ⁰C Alofan

BC 50 ⁰C Alofan

C 60 ⁰C Alofan

II Ap 50 ⁰C Alofan

460 ⁰C Kaolinit

B 60 ⁰C Alofan

470 ⁰C Kaolinit

BC 80 ⁰C Alofan

470 ⁰C Kaolinit

C 80⁰C Alofan

480 ⁰C Kaolinit

III Apg 70 ⁰C Alofan

470 ⁰C Kaolinit

Bg 70 ⁰C Alofan

470 ⁰C Kaolinit

B2g 60 ⁰C Alofan

465 ⁰C Kaolinit

BC 50 ⁰C Alofan

C 50 ⁰C Alofan

465 ⁰C Kaolinit

Tabel 6. Mineral Liat Alofan Secara Kuantitatif Profil Horizon Luas Kurva Endotermik

(mm²)

Bobot Alofan dari Endotermik (mg)

I Apg 82 0.73

Bg 43 0,38

(39)

C 34 0,30

II Ap 80 0,71

B 37 0,32

BC 107 0,95

C 285 2,54

III Apg 22 0,19

Bg 104 0,92

B2g 71 0,63

BC 64 0,57

C 20 0,17

Tabel 7. Mineral Liat Kaolinit Secara Kuantitatif Profil Horizon Luas Kurva Endotermik

(mm²)

Bobot Kaolinit dari Endotermik (mg)

I Apg - -

Bg - -

BC - -

C - -

II Ap 21 0,31

B 33 0,47

BC 45 0,66

C 52 0,77

III Apg 8 0,11

Bg 14 0,20

B2g 12 0,17

BC - -

C 8 0,11

Penentuan mineral secara kuantitatif dapat ditentukan berdasarkan tinggi puncak dan luasan kurva endotermik maupun eksotermik dari tiap-tiap jenis mineral. Setiap sifat tanah memiliki pola mineral acak sendiri-sendiri, terbawa dari sejarah pemunculan yang berbeda-beda, sekalipun dalam satu individu tubuh tanah yang sama (Notohadiprawiro, 1998).

(40)

Tabel 7. Mineral liat yang dijumpai pada ketiga profil yang diteliti

Profil Horizon Mineral Liat

Alofan Kaolinit

I Apg +++ -

Bg + -

BC + -

C + -

II Ap +++ ++

B + +++

BC +++ ++++

C ++++ ++++

III Apg + +

Bg +++ +

B2g +++ +

BC +++ -

C + +

Keterangan : tidak ada (-), sedikit (+), sedang (++), banyak (+++), dan sangat banyak (++++)

Berdasarkan penetapan kuantitatif seperti tabel diatas, mineral alofan memiliki pola penyebaran yang berbeda-beda disetiap horizonnya. Pada profil I didapatkan bahwa jumlah kandungan mineral liat alofan semakin sedikit seiring dengan kedalaman tanah. Sedangkan untuk mineral kaolinit, tidak terdapat sama sekali mineral kaolinit pada profil I disemua horizon yang ada.

(41)

Berdasarkan pola distribusi mineral liat pada profil I diketahui bahwa mineral alofan memiliki pola yang minimum. Berdasarkan pola tersebut dapat diketahui bahwa mineral alofan tersebar tidak merata sesuai dengan fungsi kedalamannya.

Berdasarkan penetapan semi kuantitatif seperti tabel diatas, mineral alofan

-25 -20 -15 -10 -5 0

0 0,2 0,4 0,6 0,8

Kedalaman (cm)

Jumlah mineral liat (mg)

Mineral Liat Alofan

-25 -20 -15 -10 -5 0

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Kedalaman (cm)

Mineral Liat Alofan

Mineral Liat Kaolinit 0-18/22

18/22-38/40

38/40-77/53

>77

0-16/14

16/14-22/28

22/28-48/50

48/50-92/96

Gambar 2. Hubungan jumlah mineral liat alofan dengan kedalaman

Gambar 3. Hubungan jumlah mineral liat alofan dan kaolinit dengan kedalaman

(42)

didapatkan bahwa jumlah kandungan mineral liat alofan tidak tentu menurut kedalaman. Sedangkan untuk mineral kaolinit, diketahui bahwa jumlahnya semakin meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman.

Berdasarkan pola distribusi mineral liat pada profil II diketahui bahwa mineral alofan memiliki pola yang minimum. Berdasarkan pola tersebut dapat diketahui bahwa mineral alofan tersebar tidak merata sesuai dengan fungsi kedalamannya. Sedangkan mineral kaolinit membentuk pola meningkat dan jumlah semakin banyak seiring dengan bertambahnya kedalaman.

Berdasarkan penetapan kuantitatif seperti tabel diatas, mineral alofan memiliki pola penyebaran yang berbeda-beda disetiap horizonnya. Pada profil III didapatkan bahwa jumlah kandungan mineral liat alofan dan mineral liat kaolinit tidak tentu menurut kedalaman. Berdasarkan pola distribusi mineral liat pada

-30 -25 -20 -15 -10 -5 0

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Kedalaman (cm)

Mineral Liat Alofan

Mineral Liat Kaolinit 0-14/12

14/12-35/30 35/30-44/42

44/42-56/62

>62

Gambar 4. Hubungan jumlah mineral liat alofan dan kaolinit dengan kedalaman

(43)

profil III diketahui bahwa mineral liat alofan dan mineral liat kaolinit memiliki pola yang tidak tentu.

Adanya perbedaan jenis mineral pada ketiga profil tersebut disebabkan oleh tingkat perkembangan tanah yang berbeda-beda. Proses pelapukan mineral juga dipengaruhi oleh adanya kandungan bahan organik, sebagaimana dikemukakan oleh Tan (1992), bahwa bahan organik tanah mempunyai pengaruh nyata terhadap proses pelapukan mineral dan dapat lebih penting dari pada yang dihasilkan reaksi kimia saja. Melalui dekomposisi bahan organik sejumlah senyawa organik dilepaskan atau dibentuk seperti asam-asam fosfat dan humat.

Asam-asam ini mempunyai kapasitas mengkelat atau mengkompleks ion-ion logam yang mungkin dapat melepaskan Al dan Fe dari berbagai mineral sehingga dengan cara ini mempercepat proses dekomposisi.

Perbedaan jumlah mineral liat yang terdapat pada ketiga lubang profil juga dapat disebabkan oleh faktor lain seperti topografi. Dimana ketiga lubang profil tersebut memiliki ketinggian yang berbeda-beda. Hal tersebut sesuai dengan literatur Foth (1990) yang menyatakan bahwa panjang dan kemiringan lereng akan mempengaruhi genesis tanah. Semakin meningkat kemiringan lereng, terjadi limpasan air yang lebih besar dan menyebabkan erosi tanah. Selain itu juga dipengaruhi oleh penggunaan lahan pada daerah tersebut. Karena pada daerah penelitian merupakan daerah yang penggunaan lahannya digunakan untuk lahan sawah terasering yang sudah dilakukan pengolahan. Sehingga terjadi pemindahan- pemindahan bahan dari tanah satu lapisan ke lapisan yang lain.

Pada data tersebut diketahui bahwa mineral yang terdapat pada daerah penelitian adalah, mineral liat alofan dan mineral liat kaolinit. Hal tersebut sesuai

(44)

dengan literatur Tan (1998) yang menyatakan bahwa Alofan terutama ditemukan

pada tanah-tanah abu volkan. Selain itu juga didukung oleh literatur Prasetyo et al (2017) yang menyatakan bahwa mineral kaolinit umumnya

terbentuk pada lingkungan yang pencucian basa-basanya intensif, reaksi tanah masam, dengan drainase tanah yang relatif baik, namun lingkungan seperti ini umumnya hanya dimiliki oleh tanah-tanah berlereng ditanah kering Dan kemungkinan perubahan mineral yang terjadi adalah Alofan → Imogolit → Halosit → Kaolinit.

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan

Dari penelitian ini dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Ketinggian tempat yang berbeda akan menyebabkan perbedaan jenis mineral liat tanahnya.

2. Ketinggian tempat yang berbeda menyebabkan perbedaan tingkat perkembangan tanahnya.

Saran

Sebaiknya dilakukan penelitian tanah lebih lanjut mengenai mineral liat yang terkandung didalam tanah, khususnya tanah sawah yang ada pada daerah penelitian seperti mineral goethit, hematit, ferryhidrit dan lain sebagainya..

Sehingga diperolah data yang lengkap mengenai mineral-mineral apa saja yang terkandung didaerah Kabupaten Samosir.

(45)

DAFTAR PUSTAKA

Arsyad, S. 2000. Konservasi Tanah dan Air. Cetakan Ketiga. Institut Pertanian Bogor Press. Bogor.

Bhadeshia, H.K.D.K. 2002. Thermal Analysis Techniques. University of Cambridge, Materials Science & Metallurgy

Buol, S W., Hole F D., and McCracken R J. 1980. Soil Genesis and Classification Second Edition. The Iowa State University Press. Ames. Iowa.

Dahlgren, R., S. Shoji, and M. Nanzyo. 1993. Mineralogical characteristics of volcanic ashsoils. Pp 101-143 In S. Shoji, M. Nanzyo, and R. Dahlgren (Eds.). Volcanic Ash Soils. Genesis, Properties and Utilizations.

Development in Soil Science 21. Elsevier,Amsterdam.

Foth, Henry D. 1990. Fundamentals Of Soil Science 8E. Michigan State University. John Wiley & Sons Inc. USA.

Goenadi, D. H., dan Rajagukguk, 1995. Dasar-Dasar Kimia Tanah. Terjemahan dari The Principles of Soil Chemistry. Tan K. H. Gadjah Mada University Press.

Hakim, N., M.Y. Nyakpa, A.M. Lubis, S.G. Nugroho, M.K. Saul.M.A. Diha, G.B.

Hong, dan H.H. Bailey. 1986. Dasar-dasarIlmu Tanah. Universitas

(46)

Hardjowigeno, S. 1993. Klasifikasi dan Pedogenesis Tanah. Akademia Pressindo.

Jakarta.

_____________. 2003. Ilmu Tanah. Akademia Pressindo. Jakarta.

Ismail, I. 1981. Beberapa Penilaian Tingkat Perkembangan Tanahpada Suatu Toposekuens di G. Selacau, Batuajar, Bandung. Tesis. Departemen Ilmu- ilmu Tanah Fakultas Pertanian, IPB. Bogor.

Jenny, H. 1941.Factor of Soil Formation, A System of Quantitative Pedology.John and Sons.New York.

Klancnik, G., Medved J., Mrvar P. 2009. Differential thermal analysis (DTA) and differential scanning calorimetry (DSC) as a method of material investigation. University of Ljubljana. Slovenia.

Krauskopf, K. B. 1979. Introduction to geochemistry. International series in the earth and planetary scienes. McGraw-Hill. Tokyo.s

Manik, H. 2016. Tingkat Perkembangan Tanah Berdasarkan Pola Distribusi Mineral Lliat Di Kecamatan Lumbanjulu Kabupaten Toba Samosir. USU.

Medan.

Marshall, C. E. 1977. The Physical Chemistry and Mineralogy of Soils. Vol II.

Soils In place. John Wiley and Sons, Canada.

Mukhlis, Sarifuddin dan Hanum H. 2017. Kimia Tanah Edisi Kedua. Teori dan Aplikasi. USU press. Medan.

Munir, M. 1996. Tanah-Tanah Utama Indonesia. Pustaka Jaya. Jakarta.

Prasetyo, B H. 2005. Laboratorium Mineral Tanah. Balai Penelitian Tanah. Badan Litbang Pertanian. Bogor.

Sevindrajuta. 2012. Efek Pemberian Beberapa Pupuk Kandang Sapi Terhadap Sifat Kimia Inceptisol dan Pertumbuhan Tanaman Bayam Cabut (Amaranthus tricolorL).Sumatra Barat. Fakultas Pertanian Universitas Muhammadiyah Sumatra Barat.

Shoji, S., Dahlgren R, and Nanzyo M. 1993. Volcanic Ash Soils. Genesis, Properties and Utilization. Elsevier. Amsterdam.

Simonson, Roy W. 1959. Modern Concepts Of Soil Genesis—A Symposium.

Outline Of A Generalized Theory Of Soil Genesis.

Sirappa, M P dan Sastiono, A. 2002. Analisis Mineral Lempung Tanah Regosol

(47)

Penentuan Sifat Dan Cara Pengelolaan Tanah. Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan Vol 3 (2) (2002) pp 1-6.

Soil Survey Staff. 1999. Soil TaxonomyA Basic System of Soil Classification for Makingand Interpreting Soil Surveys Second Edition. Agriculture Handbook. United States Department of Agriculture.

Utomo, M., Sudarsono., B. Rusman., T. Sabrina., J. Lumbanraja dan Wawan.

2016. Ilmu Tanah Dasar-dasar dan Pengelolaan. Prenadamedia Grup,Jakarta.

Wilding, L.P., N.E. Smeck, and G.F. Hall.1983. Pedogenesis and Soil Taxonomy.Concepts and Interactions. Developments in Soil Science.

Young J.F. 1972. Structure Of Concrete. Prentice-Hall. Inc. New York.

Lampiran 1.Foto Kegiatan Selama Penelitian

(48)

Lampiran 2. Hasil analisis mineral liat dengan DTA

(49)

Profil I

Horizon : AB

Bobot Sampel : 30 mg Bahan Pembanding : Al₂O₃

Temperatur : 20 s/d 900⁰C Thermocouple/mv : PR/15mv DTA Range : ± 500 µv Heating Speed : 10⁰C/menit

Chart : 2,5 mm/menit

(50)

Horizon : Bw1 Bobot Sampel : 30 mg Bahan Pembanding : Al2O3

(51)

Horizon : Bw2 Bobot Sampel : 30 mg Bahan Pembanding : Al₂O₃

(52)

Horizon : C Bobot Sampel : 30 mg Bahan Pembanding : Al2O3

(53)

Profil II

Horizon : AB

Bobot Sampel : 30 mg Bahan Pembanding : Al2O3

(54)

Horizon : BC Bobot Sampel : 30 mg Bahan Pembanding : Al2O3

(55)

Horizon : Bw1 Bobot Sampel : 30 mg Bahan Pembanding : Al2O3

(56)

Horizon : Bw2 Bobot Sampel : 30 mg Bahan Pembanding : Al₂O₃

(57)

Profil III

Horizon : A2

Bobot Sampel : 30 mg Bahan Pembanding : Al2O3

(58)

Horizon : AB Bobot Sampel : 30 mg Bahan Pembanding : Al2O3

(59)

Horizon : B Bobot Sampel : 30 mg Bahan Pembanding : Al2O3

(60)

Horizon : BC Bobot Sampel : 30 mg Bahan Pembanding : Al2O3

(61)

Horizon : C Bobot Sampel : 30 mg Bahan Pembanding : Al2O3

(62)

Lampiran 4. Lokasi Penelitian

(63)

Lampiran 4. Peta Administrasi Kabupaten Samosir

(64)

Lampiran 5. PetaJenis Tanah Kabupaten Samosir

Gambar 4.3.Peta Jenis Tanah Kabupaten Samosir

(65)

Lampiran 6. Peta Lereng Kabupaten Samosir