LAPORAN PRAKTIKUM DASAR ILMU TANAH PENETAPAN PERMEABILITAS TANAH
Dosen Pengampu : Dr. Ir. Anis Sholihah MP.,
Oleh :
Citra Arum Putri 22001031053
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS ISLAM MALANG
2021
2 DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ………. 2
DAFTAR TABEL ………. 3
DAFTAR LAMPIRAN ……… 4
BAB I PENDAHULUAN ………. 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ……….. 6
BAB III METODOLOGI ………. 9
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ……….. 11
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ……… 13
DAFTAR PUSTAKA ……… 14
LAMPIRAN ……… 15
3 DAFTAR TABEL
1. Hasil Pengamatan ………. 11 2. Hasil Perhitungan ………. 11
4 DAFTAR LAMPIRAN
1. Perhitungan Luas Permukaan ……… 15 2. Perhitungan Permeabilitas Tanah ……… 15 3. Dokumentasi ……… 16
5 BAB I
PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang
Permeabilitas didefenisikan secara kuantitatif sebagai pengurangan gas-gas, cairan-cairan atau penetrasi akar tanaman atau lawat melalui suatu massa tanah atau lapisan tanah. Permeabilitas timbul karena adanya pori kapiler yang saling bersambungan satu dengan yang lainnya. Secara kuantitatif permeabilitas dapat dinyatakan sebagai kecepatan bergeraknya suatu cairan pada media berpori dalam keadaan jenuh.
Semua jenis tanah bersifat lolos air (permeable) dimana air bebas mengalir melalui ruang-ruang kosong (pori-pori) yang ada di antara butiran-butiran tanah. Tekanan pori diukur relatif terhadap tekanan atmosfer dan permukaan lapisan tanah yang tekanannya sama dengan tekanan atmosfer dinamakan muka air tanah atau permukaan freasik, di bawah muka air tanah. Tanah diasumsikan jenuh walaupun sebenarnya tidak demikian karena ada rongga-rongga udara.
Permeabilitas tanah menunjukkan kemampuan tanah dalam meloloskan air.
Struktur dan tekstur serta unsur organik lainnya ikut ambil bagian dalam menaikkan laju permeabilitas tanah. Tanah dengan permeabilitas tinggi menaikkan laju infiltrasi dan dengan demikian, menurunkan laju air larian.
Pengukuran permeabilitas tanah sangat penting untuk beberapa kepentingan di bidang pertanian, misalnya masuknya air ke dalam tanah, gerak air ke akar tanaman,aliran air drainase, evaporasi air pada permukaan tanah, kesemuanya itu dapat dipengaruhi oleh permeabilitas tanah yang mana berkaitan pula dengan peranan kondektifitas Hidroliknya.
1.2Tujuan
• Untuk memahami kajian permeabilitas tanah.
• Untuk memahami cara pengukuran atau penentuan permeabilitas suatu sampel tanah dengan baik dan benar
• Untuk memahami permeabilitas sampel tanah yang telah diambil.
6 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Tanah adalah produk transformasi mineral dan bahan organik yang terletak di permukaan sampai kedalaman tertentu yang dipengaruhi oleh faktor – faktor genetis dan lingkungan, yakni bahan induk, iklim,organisme hidup (makro dan mikro), topografi, dan waktu yang berjalan selama kurun waktu yang sangat panjang (Hillel, 1981).
Tanah adalah kumpulan partikel padat dengan rongga yang saling berhubungan.
Rongga ini memungkinkan air dapat mengalir di dalam partikel melalui rongga dari satu titik yang lebih tinggi ke titik yang lebih rendah. Sifat tanah yang memungkinkan air melewatinya pada berbagai laju alir tertentu yang disebut permeabilitas tanah. Permeabilitas adalah tanah yang dapat menunjukkan kemampuan tanah meloloskan air. Tanah dengan permeabilitas tinggi dapat menaikkan laju infiltrasi sehingga menurunkan laju air aliran (Suharta dan Prasetyo, 1986)
Salah satu sifat fisik tanah yang penting ialah kemampuan untuk meloloskan aliran air melalui ruang pori yang disebut dengan Permeabilitas tanah.
Permeabilitas tanah adalah kualitas meloloskan air atau udara yang diukur berdasarkan besarnya aliran melalui tanah yang telah dijenuhi terlebih dahulu per satuan waktu tertentu (Susanto, 1994).
Tanah adalah kumpulan partikel padat dengan rongga yang saling berhubungan.
Rongga ini memungkinkan air dapat mengalir di dalam partikel melalui rongga dari satu titik yang lebih tinggi ke titik yang lebih rendah. Sifat tanah yang memungkinkan air melewatinya pada berbagai laju alir tertentu disebut permeabilitas tanah. Sifat ini berasal dari sifat alami granular tanah, meskipun dapat dipengaruhi oleh faktor lain (seperti air terikat di tanah liat). Jadi, tanah yang berbeda akan memiliki permeabilitas yang berbeda (Sari Lubis, 2007).
Permeabilitas sangat dipengaruhi oleh sifat – sifat fisik tanah. Perubahan pada suhu air sedikit mempengaruhi permeabilitas. Dalam tanah yang jenuh air permeabilitas bervariasi diantara limit yang luas,mulai kurang dari 25 cm tiap tahun pada tanah liat yang padat sampai dengan beberapa ribu meter pertahun dalam formasi kerikil. Untuk tanah yang tak jenuh kadar air kelembapan (moisture
7 content) ialah salah satu dari faktor dominan yang mempengaruhi nilai laju permeabilitas tanah (Isralsen and Hansen, 1962).
Permeabilitas dapat mempengaruhi kesuburan tanah. Permeabilitas berbeda dengan drainase yang lebih mengacu pada proses pengaliran air saja, permeabilitas dapat mencakup bagaimana air, bahan organik, bahan mineral, udara dan partikel – partikel lainnya yang terbawa bersama air yang akan diserap masuk kedalam tanah (Rohmat, 2009).
Permeabilitas tanah adalah kemampuan untuk meneruskan air atau udara.
Permeabilitas umumnya diukur sehubungan dengan laju aliran air melalui tanah dalam suatu waktu dan umumnya dinyatakan dalam cm/jam (Foth, 1994).
Permeabilitas terutama tergantung pada ukuran rata-rata pori yang dipengaruhi oleh distribusi ukuran partikel, bentuk partikel dan struktur tanah. Secara garis besar, makin kecil ukuran partikel, makin kecil pula ukuran pori dan makin rendah koefisien permeabilitasnya. Berarti suatu lapisan tanah berbutir kasar yang mengandung butiran-butiran halus memiliki harga K yang lebih rendah dan pada tanah ini koefisien permeabilitas merupakan fungsi angka pori. Kalau tanahnya berlapis-lapis permeabilitas untuk aliran sejajar lebih besar dari pada permeabilitas untuk aliran tegak lurus. Lapisan permeabilitas lempung yang bercelah lebih besar dari pada lempung yang tidak bercelah (unfissured) (Seta, 1994).
Permeabilitas ini merupakan suatu ukuran kemudahan aliran melalui suatu media poros. Secara kuantitatif permeabilitas diberi batasan dengan koefisien permeabilitas. Beberapa faktor yang mempengaruhi permeabilitas di antaranya tekstur tanah, bahan organik tanah, kerapatan massa tanah (bulk density), kerapatan partikel tanah (particle density), porositas tanah, dan kedalaman efektif tanah (Hanafiah, 2005)
Pengaruh pemadatan terhadap permeabilitas tanah adalah memperlambat permeabilitas tanah karena pori kecil yang menghambat gerakan air tanah makin meninggi (Sarief, 1989).
Permeabilitas merupakan hubungan antara waktu dan penurunan air. Cepat atau lambatnya permeabilitas tergantung dari sifat tanahnya. Pada tanah yang diukur permeabilitasnya, terdapat beberapa lapisan yang memengaruhi nilai permeabilitas.
Semakin lama waktu, maka akan semakin lambat tingkat permeabilitasnya karena
8 tanah menjadi semakin jenuh. Dalam hal ini, permeabilitas yang dilaksanakan kali ini sesuai dengan pernyataan tersebut. Semakin lama penurunan semakin lambat karena tanah semakin jenuh (Susilo dan Pratomo, 2006)
Pada kebanyakan tanah, pada kenyataan konduktivitas hidroulik tidak selamanya tetap. Karena berbagai proses kimia, fisika dan biologi, konduktivitas hidrolik bisa berubah saat air masuk dan mengalir ke dalam tanah. Perubahan yang terjadi pada komposisi ion kompleks yang dapat dipertukarkan seperti saat air memasuki tanah mempunyai komposisi atau konsentrasi zat terlarut yang berbeda dengan larutan awal, bisa sangat merubah konduktivitas hidrolik. Secara umum konduktivitas akan berkurang bila konsentrasi zat terlarut elektrolit berkurang, disebabkan oleh penomena pengembangan dan dispersi yang juga dipengaruhi oleh jeni-jenis kation yang ada pelepasan dan perpindahan partikel-partikel lempung, selama aliran yang lama, bisa menghasilkan penyumbatan pori. Interaksi zat terlarut dan matrik tanah dan pengaruhnya terhadap konduktivitas hidroulik khususnya penting pada tanah-tanah masam dan berkadar natrium tinggi (Susanto, 1994).
Rumus DARCY, menyatakan bahwa kecepatan aliran V sama denganperkalian antara konstanta k (koefisien permeabilitas) dengan gradient hidrolik(dh / dL). (Sari Lubis, 2007).
Lebih dari seabad yang lalu, HENRY DARCY, ahli bangunan air aqre Dijon (Perancis), telah melakukan penyelidikan terhadap aliran air lewat lapisan pasir horizontal yang digunakan sebagai filter air. Hukum Darcy dan permeabilitas di media berpori ditunjukkan pada disertasi ini. Formulasi permeabilitas menyediakan suatu model untuk memprediksi permeabilitas dari suatu media berpori.
Ketidaklinearan viskositas, ketidakseragaman dari media berpori pada skala mikro, dan beda tekanan pada skala makro harus diperhatikan pada formulasi hukum Darcy dan permeabilitas. Pendekatan matematis yang digunakan adalah ekspansiasimtotik dua skala sebagai ide dasar pada metode penyeragaman (Handayanto, 2009)
9 BAB III
METODOLOGI 3.1 Deskripsi Tempat Pengambilan Sampel Tanah
Pengambilan sampel tanah dilakukan di lahan pertanian yang terletak di Bukit Tidar, Malang dengan luas lahan ± 9,500 m2.
Gambar 1. Lokasi Pengambilan Sampel Tanah 3.2 Tempat dan Waktu Pelakasanaan Praktikum
Waktu pengambilan sampel tanah dilakukan pada hari Minggu, 23 Mei 2021, berlokasi di Bukit Tidar, Malang. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Terpadu Universitas Islam Malang pada hari Rabu, 2 Juni 2021.
3.3 Alat dan Bahan A. Alat
1. Cooper Ring 2. Bak perendam 3. Stopwatch
4. Alat pengukur permeabilitas 5. Gelas ukur
6. Penggaris 7. Pipa paralon 8. Karet ban 9. Sekop
10.Pisau tajam dan tipis 11.Kantong plastik 12.Karet tali B. Bahan
10 1. Contoh tanah utuh
2. Air 3.4 Langkah Kerja
A. Pengambilan Contoh Tanah Utuh
1. Meratakan dan membersihkan lapisan permukaan tanah yang akan diambil contihnya, kemudian meletakkan copper ring tegak lurus pada lapisan tersebut.
2. Menggali tanah di sekeliling tabung dengan sekop.
3. Mengerat tanah disekeliling tabung dengan pisau sampai mendekati permukaan.
4. Menekan ring dengan hati-hati sampai tiga perempat bagiannya masuk ke dalam tanah.
5. Meletakkan ring lain tepat diatas ring pertama, kemudian tekan lagi sampai bagian bawah ring yang kedua masuk ke dalam tanah sekitar 1 cm.
6. Menggali ring beserta tanah di dalamnya dengan sekop.
7. Memisahkan ring pertama dan kedua dengan hati-hati, kemudian memotong tanah kelebihan yang terdapat pada bagian atas dan bagian bawah tabung sampai rata.
8. Menutup ring beserta tanah nya dengan plastik untuk mencegah penguapan dan gangguan selama dalam perjalanan.
9. Menulis keterangan pada bagian luar ring yang berisi nomor contoh tanah dan kedalaman tanah.
B. Cara Kerja Pengamatan
1. Menyiapkan contoh tanah dalam ring sampel.
2. Merendam contoh tanah dengan ring dalam air sampai setinggi 3 cm selama 24 jam supaya udara dalam pori tanah keluar.
3. Memindahkan contoh tanah dengan ring ke alat penetapan permeabilitas, kemudian mengalirkan air ke dalam alat.
4. Mengukur air yang melintasi dalam interval waktu tertentu setelah tinggi air konstan. Diulangi selama 3 kali.
5. Ambil rata-rata pengukuran.
11 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pengamatan
Tabel 1. Hasil Pengamatan
Tinggi ring Jari-jari
ring Waktu Tinggi paralon Q1 Q2 Q3
4.93 cm 1.775 cm 0.17 jam 15 cm 12.2 ml 11 ml 10.04 ml
Tabel 2. Hasil Perhitungan
Luas permukaan K1 K2 K3 K Rata-rata Kelas
9.891 cm 2.38
cm/jam
2.15 cm/jam
1.96
cm/jam 2.16 cm/jam Sedang 4.2 Pembahasan
Menurut (Susilo dan Pratomo, 2006), cepat atau lambatnya permeabilitas tergantung dari sifat tanahnya. Pada tanah yang diukur permeabilitasnya, terdapat beberapa lapisan yang memengaruhi nilai permeabilitas. Semakin lama waktu, maka akan semakin lambat tingkat permeabilitasnya karena tanah menjadi semakin jenuh. Dalam hal ini, permeabilitas yang dilaksanakan kali ini sesuai dengan pernyataan tersebut. Semakin lama penurunan semakin lambat karena tanah semakin jenuh.
Permeabilitas sangat dipengaruhi oleh tekstur, struktur, porositas, viskositas dan gravitasi. Tekstur sangat mempengaruhi permeabilitas tanah. Hal ini karena air yang meresap pasti akan melewati atau melalui tekstur tanah tersebut. Struktur juga mempengaruhi permeabilitas, semakin banyak ruang antar struktur, maka semakin cepat juga permeabilitas dalam tanah tersebut. Pori sangat menentukan dalam permeabilitas tanah, semakin besar pori dalam tanah, maka semakin cepat permeabilitasnya. Viskositas juga dengan kekentalan air, semakin kental air tersebut, maka semakin sulit juga air untuk menembuas tanah tersebut. Gaya gravitasi atau gaya tarik bumi juga sangat menentukan permeabilitas tanah, karena kecepatan air meresap ke dalam tanah juga dipengaruhi oleh kekuatan gravitasi bumi di suatu tempat untuk menarik molekul air tersebut.
12 Hasil dari praktikum permeabilitas yang telah dilaksanakan adalah sekitar 2.6 cm/jam yang menunjukkan bahwa sampel tanah termasuk dalam koefisien permeabilitas kelas sedang.
13 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan
Dari hasil dan pembahasan diatas dapat disimpulkan:
1. Sampel contoh tanah yang telah diambil memiliki tingkat permeabilitas sedang, hal ini dibuktikan dengan hasil rata-rata ketiga pengamatan sampel tanah dalam hal peremeabilitas yakni 2.6 cm/jam.
2. Faktor-faktor yang mempengaruhi permeabilitas tanah adalah tekstur tanah, struktur tanah, porositas tanah, viskositas dan gravitasi.
5.2 Saran
Sebaiknya diperhatikan permeabilitas tanah dalam melakukan penanaman agar tanaman yang ditanam dapat berproduksi tinggi dan dapat tumbuh subur.
Dengan itu, akan lebih baik jika memperhatikan faktor-faktor yang mempengaruhi permeabilitas tanah.
14 DAFTAR PUSTAKA
Foth, H.D. 1994. Dasar-Dasar Ilmu Tanah (Terjemahan Purbayanti, Lukiwati dan Trimutsih “Fundamentalof Soil Science”). Gadjah Mada University Press.
Yogyakarta. 782 hal.
Hanafiah. 2005. Dasar Dasar Ilmu Tanah. Jakarta : PT. Raja Grafindo Persada.
Handayanto, E. 2009.Dasar Ilmu Tanah Fakultas Pertanian. UB: Malang.
Hansen, V.E., O.W. Israelsen dan G.E. Stringham. 1962. Irrigation Principles and Practices. John Wiley and Sons. Inc. New York. USA.
Hillel, D., 1982. Soil and Water. Academic Press: New York.Penuntun Praktikum Fisika Tanah, Departemen Ilmu Tanah, FP- USU (2003).
Rohmat, A.. 2009. Tipikal Kuantitas Infiltrasi Menurut Karakteristik Lahan.
Jakarta : Erlangga.
Sari Lubis. 2007. Keterhantaran Hidraulik dan Permeabilitas. Fakultas Pertanian Universitas Sumatra Utara : Sumatra Utara.
Seta, A.K.. 1994. Konservasi Sumber Daya Tanah dan Air. Bandung : Penerbit Kalam Mulia.
Suharta, N. dan Prasetyo, B.H. 1986. Karakterisasi tanah-tanah berkembang dari batuan granit di Kalimantan Barat. Pemberitaan Penelitian Tanah dan Pupuk 6. Hal 51−60.
Susanto. 1994. Sifat dan Ciri Tanah. Akademik Pressindo : Jakarta.
Susilo dan Pratomo.2006.Kajian Karakteristik Daerah Aliran Sungai Dari Analisis Morfometri. Pertemuan Ilmiah Tahunan III – T. Geomatika ITS:hal 74
15 LAMPIRAN
Lampiran 1. Perhitungan Luas Permukaan Contoh Tanah (A) A = π × r2
= 3.14 × 1.7752
= 9.891 cm
Lampiran 2. Perhitungan Permeabilitas Tanah (K) K = Q × L
H × A× t K1 = 12.2 × 4.93
15 × 9.891× 0.17
= 60.146 25.22
= 2.38 cm/jam K2 = 11 × 4.93
15 × 9.891× 0.17
= 54.23 25.22
= 2.15 cm/jam K3 = 10.04 × 4.93
15 × 9.891× 0.17
= 49.49 25.22
= 1.96 cm/jam
K rata-rata = K1 + K2 + K3 3
= 2.38 + 2.15 + 1.96 3
= 2.16 cm/jam
16 Lampiran 3. Dokumentasi
Perendaman sampel tanah Pengukuran tinggi pipa paralon
Perekatan ring sampel dan pipa paralon Pemasukan pipa paralon kedalam alat ukur permeabilitas
Penetesan permukaan pipa paralon untuk penstabilan
