Jurusan Ilmu Tanah FP UNS
http://www.ilmutanahuns.wordpress.com
Dwi Priyo Ariyanto
Email: dp_ariyanto@yahoo.com
REFERENSI
Robert E. White. 2006. Priciples and Practice of Soil
Science.
Brady & Weil. 2002. Elements of The Nature and
P ti f S il
Properties of Soils.
Rattan Lal & Manoj K. Shukla. 2004. Principles of Soil
Physics.
Undang Kurnia dkk. 2006. Sifat Fisik Tanah & Metode
Analisisnya.
STRUKTUR
TANAH
STRUKTUR TANAH
´
Merupakan gumpalan tanah yang berasal
dari partikel-partikel tanah yang saling
merekat satu sama lain karena adanya
merekat satu sama lain karena adanya
perekat misalnya eksudat akar, hifa
jamur, lempung, humus, dll.
DEFINISI
TEKNIK
Kekuatan dan
stabilitas agregat & ruang
sebagai bagian dalam
PEDOLOGI
Susunan 3dimensi dari organomineral Ukuran,kekuatan bentuk, agregat dan & pori, kapasitas pori
untuk menahan &
EKOLOGI
sebagai bagian dalam
padatan, kapasitas
menahan, dan
permeabilitas
EDAPOLOGI
Kumpulan
agregat/ped dan ruang
termasuk ruang‐ruang
antara dan dalam agregat
memindahkan cairan
& larutan & materi
terlarut, & kemampuan mendukung pertumbuhan & perkembangan vigor akar
“… struktur berkaitan dengan susunan
partikel tanah primer menjadi gumpalan
yang disebut
agregat
atau
peds”
´
Agregat, peds, atau clods adalah partikel
PENGAMATAN STRUKTUR TANAH DI LAPANGAN
(SSS, 1975) TERDIRI DARI :
1. BENTUK dan SUSUNAN agregat tanah Tipe struktur (lempeng, tiang, gumpal, remah, granuler, butir tunggal, pejal)
2. UKURAN agregat
Klas struktur (sangat halus halus sedang kasar Klas struktur (sangat halus, halus, sedang, kasar, sangat kasar)
3. KEMANTAPAN agregat (kuat lemahnya) Derajad struktur (tidak beragregat, lemah, sedang, kuat) + Flokulasi
Pembentukan Struktur
(kimiawi) AgregasiPembentukan Struktur
“perekat” organik dan anorganik
Pembentukan Agregat
Perekat
Organik
Anorganik
Sementara Tetap
KarbonatSementara
Polysacarida Mikrobia Akar Hifa fungiTetap
Humus Komplek organo-mineral Materi humus dehidrat Kompleks humus-sesquioksida Sesquioksida Aluminosilikat Silikat dehidrasiLempung – Ca
Agregasi pada beberapa ordo tanah
ALFISOL
Bahan
anorganik,
polimer
organik,
Ikatan
elektronik
Sisa
mikrobia
&
fungi
Sisa
tanaman
&
fungi
Akar
&
hifa
polisakarida
Tisdall & Oades, 1982Agregasi pada beberapa ordo tanah
ALFISOL,
MOLLISOL
Sisa
mikrobia,
bahan
anorganik
Sisa
tanaman
Seresah
tanaman
Akar
&
hifa
Oades & WatersAgregasi pada beberapa ordo tanah
OXISOL
Oksida/sesquioksida
aOades & Waters bRobert & Chenu
Agregasi pada beberapa ordo tanah
Vertisol
Bahan
organik
Collis‐George & Lal
Agregasi pada beberapa ordo tanah
Andisols
Alofan
&
aluminosilikat
Collis‐George & Lal
granular
prismatik
Spheroidal (bulat)
Gumpal membulat Prismatik
Tipe/bentuk
Gumpal menyudut Kolumner
Lempeng
Tipe Struktur
Tipe Struktur
BULAT/BOLA
(
Spheroidal
)
Banyak dijumpai pada horison A
Dipengaruhi adanya bahan organik
Horizon Permukaan
g
g
Dipilahkan menjadi granular dan
crumb
Simbol gr
Pengelolaan yang jelek
Granular
Struktur Lempeng
Terbentuk
pada
hor.
E
Hasil
lapukkan
bahan
induk
atau
karena
pemadatan
pemadatan
Pemadatan Horizon Permukaan
Struktur Lempeng tekanan
Struktur horisontal lebih panjang/besar dibanding vertikalnya Lempeng tersusun secara paralel pada permukaan
Typical Symbol (pl or PL)
Struktur gumpal (
blocky
)
(horizon bawah permukaan)
•
Terbentuk pada horison B
•
Khususnya terbentuk di daerah basah
•
Terdiri dari menyudut & membulat
BLOCKY
SUBANGULAR OR
ANGULAR
Subangular Blocky – the
three dimensions are about
the same size, but
polyhedrons are
subrounded. Symbol (sbk)
Angular Blocky – the three
dimensions are about the
same size, but edges are
shape and faces appear
flattened. Symbol (abk)
Baji
(Wedge
Structures)
Elliptical Interlocking lenses that
terminate in acute angles, bounded
by slickensides. This structure is
Not limited to Vertic martials or
Vertisols. Symbol: WEG
Soil: Has a High Clay Content‐with Expanding clays.
Prismatik
Struktur
Lapisan Bawah
• Pertambahan panjang ke arah vertikal • tekanan lateral > tekanan vertikal
• Ditemukan pada hor. B dengan iklim arid ‐semiarid
PRISMATIC
STRUCTURE
SYMBOL
PR
OR
PR
Typically associated with
fragipan and other similar
horizons. These are prismlike
Structural units where the
length and width is significantly
Less than the depth.
Photo 2 Photo 1
Y X
Less than the depth.
(Vertical Structures)
These structures have flat tops
or caps. Water movement
tends to be associated with
movement along the vertical
contact between units.
A soil with a prismatic structure may also have secondary
structural units – Photo 2 has a platy secondary structure. Z
COLUMNAR
SYMBOL CPR OR COL
Prism-like structural units where
the length of the unit in
Y g
the x and y direction are much less than the z direction. The units tend to have rounded tops.
X Y
Z
STRUCTURELESS (0)
´
Single Grain (non-coherent)
´Massive (coherent mass)
´
Massive - Rock Controlled Fabric- May be a
´Massive - Rock Controlled Fabric- May be a
saprolite.
SINGLE
GRAIN
SYMBOL SG OR SGRLacks Structure‐Loose
On rupture‐more than
50 % of the mass is single
Grain e ample beach
Grain – example beach
sand.
Material is NON‐Coherant.
MASSIVE
SYMBOL
M
OR
MA
Structureless material that is coherent, but is not cemented. coherent, but is not cemented.
MASSIVE
ROCK
CONTROLLED
FABRIC
Structureless material that is
coherent, but is not cemented
or weakly cemented In this case the material
contains the original apperance of the bedrock material, but
lacks the strength.
Possible – Cr Horizon – Saprolite
SOIL
STRUCTURE
SIZE
´
Very
Fine
(Very
Thin)
´Fine
(Thin)
´
Medium
´
Coarse
(Thick)
´
Very
Coarse
(Very
Thick)
Section of Size Criteria Depends on
Section of Size Criteria Depends on
the Structural Units. the Structural Units.
SOIL STRUCTURE SIZE
(GRANULAR AND BLOCKY)
Image Source:
NRCS, Ver. 2.0, 2002 SOIL(PLATY STRUCTURE AND PRISMATIC) SIZE
Image Source: NRCS, Ver. 2.0, 2002
Derajad
kekuatan
Tak
berstruktur
Tidak ditemukan bentuk struktur, masif jika lengket
atau butiran tunggal
Lemah
/
Ketika disentuh mudah hancur dalam < 1/3 bagian,
banyak pecahannya, & banyak yang bukan agregat
Sedang
Saat disentuh tanah pecah dalam bagian berstruktur &
bagian kecil yang tidak beragregat Î1/3‐1/2 bagian
Kuat
Pada saat diremas masih berupa pecahan berstruktur
Derajad
kekuatan
K h i i t
d
Kohesi
intra
ped
Lapisan bawah
Bobot
Isi
(kerapatan
isi)
Tanah Organik
b
ρ
≈0.8 Mg m-3yang mampat
b
ρ
≈1,7 Mg m-3(Foto: M van Noordwijk) Inceptisol, Sumberjaya
Kerapatan Tanah (Soil Density)
Kerapatan Tanah (Soil Density)
KERAPATAN
TANAH
´Kerapatan tanah (density) adalah bobot padatan suatu
obyek dibagi volume padatan.
´Kerapatan ada 2 :
(1) Bobot jenis (partikel density)
(2) Bobot Volume (bulk density)
´Partikel density (PD) adalah bobot padatan tanah (solid, without pore) dibagi dengan volumenya (solid, without pore)
«PD kebanyakan tanah adalah 2,6 – 2,7 g/cm3
«Kepadatan padatan (solid) tanah mendekati
kepadatan kuarsa (2,6 gr/cm3) karena kebanyakan
mineral tanah adalah mineral silikat
«Adanya besi dan mineral berat lainnya (seperti olivin)
cenderung meningkatkan PD.
FAKTA MENGENAI BOBOT ISI
´Tanah berpasir memiliki BI yang agak tinggi
«Dipengaruhi oleh volume mineral dan cara
tersusunnya (packing) ´Bahan organik menurunkan BI
«Histosols memiliki BI kurangg dari 1 Mgg m‐3 (g(g cm‐3)) ´Tanah yang terdiri dari campuran berbagai ukuran
partikel bisa memiliki BI tinggi
«Campuran kerikil halus dan lempung dapat
dimampatkan sampai memiliki BI ~2 Mg m‐3 ´Nilai BI umumnya bertambah besar pada lapisan
lebih dalam
Bulk Density / Bobot Volume (BV)
Bobot volume menggunakan bulk volume (volume total) –Volume padatan tanah dan ruangan pori –Tergantung bagaimana susunan partikel
Particle Density / Bobot Jenis Padatan (BJ)
Bobot jenis partikel menggunakan volume padatan
–Tidak tergantung bobot isi tanah –Tergantung komposisi mineralogi –Nilai umumnya 2,65 – 2,7 Mg m-3
NILAI BV YANG UMUM
Tekstur Bobot Volume (Mg m-3)
Nilai berikut dijumpai pada tanah yang masih alami atau tanah pertanian yang tidak mengalami pemadatan
Berpasir 1,5-1,8
Berlempung 1,3-1,6
TANAH ITU BERAT !
´ Hitunglah massa sebidang tanah
kering
«Satu hektar lapisan olah «tebal lapisan olah = 15 cm «bρ≈1,20 Mg m-3
Berat 1 ha = 104m2 x 0,15 m x 1,2 Mg m-3
= 180 Mg = 180 ton
Perlu berapa truk ???
V olume (Mg /m3) Histolsol Andisol
Bukan budidaya (hutan & semak)
Hor. A geluhan & Ap Oxisol lempungan Air
Geluhan & lempungan yang dibudidayakan
P i & l h i dib did k Geluh
Lempungan Kisar an Bobot
V Pasiran & geluh pasiran yang dibudidayakan
Fragipan Vertisolkering
BJ mineral kuarsa
Beton
Hambatan penetrasi akar
pada tanah lembab
Pasiran
Geluh
pasiran
Geluh
debuan
Pengaruh
Struktur
Tanah
Pengaruh
Struktur
Tanah
••
Produkstivitas
Produkstivitas
tanah
tanah
••
Ongkos
Ongkos
produksi
produksi
••
Standar
Standar
hidup
hidup
••
Keberlanjutan
Keberlanjutan
K lit
Ai
K lit
Ai
••
Kualitas
Kualitas
Air
Air
••
Bentang
Bentang
lahan
lahan
••
Infrastruktur
Infrastruktur
••
Keseimbangan
Keseimbangan
Air
Air
••
Efek
Efek
rumah
rumah
kaca
kaca
••
Ekonomi
Ekonomi
global
global
Pasir yang homogen
Ruang Pori Makro (macropores)
Agregat Liat
+ Flokulasi
Agregasi
Ruang Pori Mikro (Micropores)
Porositas Internal
´Bulk Density (BD) : bobot padatan (pada kering
konstan) dibagi total volume (padatan + pori)
«BD tanah yang ideal berkisar antara 1,3 -1,35
g/cm3.
«BD pada tanah berkisar > 1,65 g/cm3 untuk
tanah berpasir ; 1,0-1,6 g/cm3pada tanah geluh yang mengandung BO tanah sedang – tinggi
«BD mungkin lebih kecil dari 1 g/cm3pada tanah «BD mungkin lebih kecil dari 1 g/cm pada tanah
dengan kandungan BO tinggi.
«BD sangat bervariasi antar horizon tergantung pada
tipe dan derajat agregasi, tekstur dam BO tanah. Bulk density sangat sensitif terhadap pengolahan tanah. Tillage benar, BD turun dan sebaliknya.
POROSITAS TANAH
´Distribusi, kontinuitas pori menentukan aliran air dan
udar
´Persen pori 50% merupakan kondisi ideal tanah
dimana setengahnya makro pori untuk meneruskan air karena adanya gravitasi dan setengahnya
ik i t k h i d i t ik it i mikropori untuk menahan air dari tarikan gravitasi
´Tanah mineral normalnya 30-60%
´Jumlah pori ditentukan oleh tekstur dan tipe
lempungnya
´Porositas (%) = (1-BD/PD) X 100 %
POROSITAS
3 3
volume of pore space
m
bulk volume of soil
m
φ
=
=
1
ρ
bφ
= −
1
pφ
ρ
=
Tekstur Tanah Bobot Isi (Mg m-3) Porositas (m3 m-3)
Berpasir 1,5-1,8 0,4 – 0,3
Berlempung 1,3-1,6 0,5 – 0,4
Berliat 1,1-1,4 0,6 – 0,5
Nilai BI dan Porositas
TILLAGE (PENGOLAHAN TANAH)
´Dapat memperbaiki sifat
tanah atau dapat juga berpengaruh negatif misal menimbulkan erosi
´Dapat meningkatkan BD
atau kerapatan tanah dan menghancurkan struktur
´Efek deep tillage(90 cm)
terhadap nilai BD tanah