Posted by andi telaumbanua on Jan 14, 2019 in TAnah
BAB III
METODOLOGI
3.1. Bahan dan Alat
Alat yang yang digunakan pada praktikum ini antara lain:
1. Block gypsum ; sebagai sensor yang digunakan untuk mengukur lengas tanah dan kelembaban tanah.
2. Multimeter ; untuk mengukur nilai hambatan tanah.
3. Timbangan analitik ; untuk menimbang massa dari sampel tanah yang diambil.
4. Alat pengambil contoh tanah (disturb dan undisturb soil sampler) : untuk mengambil sampel tanah.
5. Oven : untuk mengeringkan sampel tanah.
6. Spatel : untuk mengambil sampel tanah
Bahan yang yang digunakan pada praktikum ini antara lain:
1. Lahan/tanah yang berbeda tingkat kebasahannya : sebagai sampel tanah yang akan ditentukan kadar lengasnya.
2. Kantong plastik dan ember : sebagai wadah tanah
3. Air : untuk menjenuhkan sampel tanah (dalam penentuan dengan cara gypsum block)
3.2. Cara Kerja
a. Penentuan kadar lengas dengan penginderaan
Dipilih lahan yang mempunyai tiga tingkat kebasahan berbeda. Lahan tersebut digolongkan atas dasar teksturnya. Kemudian, dilakukan pengamatan kadar lengas dengan rabaan tangan dan contoh tanah yang diambil ditekan. Kemudian, kadar lengasnya dinyatakan menggunakan tabel yang ada. Kemudian, kegiatan ini diulangi untuk lapisan yang berbeda ( lapisan 0-15 cm, 15-30 cm, 30-60 cm).
b. Penentuan kadar lengas cara gravimetri
Lokasi tempat diambilnya contoh tanah untuk penentuan kadar lengas cara gravimetri sama dengan lokasi diukurnya kadar lengas dengan metode gypsum block. Contoh tanah (undisturb) diambil dengan alat yang tersedia pada lapisan 0-15 cm, 15-30 cm, dan 30-60 cm. Volume contoh tanah tersebut dihitung dan ditimbang massanya. Lalu dikeringkan dalam oven dengan suhu 105 selama minimum 12 jam. Kemudian berat kering contoh tanah tersebut ditentukan dan dihitung kadar lengasnya.
c. Penentuan kadar lengas gypsum block
Lokasi untuk pemasangan block gypsum dipilih sedekat mungkin dengan lokasi pengukuran kadar lengas dengan metode penginderaan dan gravimetri. Lubang digalih dengan bor atau cangkul. Lalu, gypsum dipasang dan diukur tahanan listriknya dengan multimeter. Kemudian, dengan menggunakan persamaan kaliberasi gypsum block yang disediakan oleh laboratorium, lalu dihitung kadar lengas tanahnya.
3.3. Cara Analisa Data
3.3.1. Tabel Pengamatan DataTabel 3.1. kadar lengas tanah dengan metode pengindraan
No
Sampel Tanah
Tingkat Kebasahan
1
A
….
2
B
….
Tabel 3.2. Hasil pengukuran kadar lengas dengan metode gravimetri
kedalaman tanah
Hari ke
M tanah sebelum dioven
M tanah setelah dioven
kadar lengas (%)
3 cm
1
…
…
….
2
…
7
Tabel 4.3. Hasil perhitungan kadar lengas dengan metode gypsum block variasi kedalaman tanah 10 cm
Hari ke
Tahanan (ohm)
Kapasitansi (1/R)
Kadar lengas dengan gravimetri
Kadar lengas dengan gypsum block
G29 (kΩ)
G32 (kΩ)
G29
G32
G29
G32
1
…
…
…
…
….
…
…
..
7
3.3.2. Perhitungan
a. Perhitungan nilai kadar lengas dengan gravimetri
Keterangan :
Mw = massa tanah basah
Md = massa tanah kering
b. Perhitungan nilai kadar lengas dengan gypsum block
Keterangan :
C,m : Hasil koefisien yang diperoleh dari grafik
y : kadar lengas gypsum block
x : nilai kapasitansi (1/)
Catatan : Dibuat grafik perbandingan antara nilai kapasitansinya dengan nilai kadar lengas dari gravimetri, maka akan diperoleh persamaan untuk mencari nilai kadar lengas metode gypsum block.
c. Kaliberasi Gypsum Block
Buat grafik tahanan vs KL
KL (%)
Add Trendline
Pilih regression type
y = ax6
Tahanan (Ω)
Keterangan:
a = cawan kosong (gr)
b = cawan + tanah sebelum oven (gr)
c = cawan + tanah kering oven (gr)
Perhitungan KL
Metode gypsum block
Metode Thermogravimetri
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil dan Analisa Data
Berdasarkan pengamatan pada praktikum yang telah dilakukan diperoleh hasil sebagai berikut;
4.1.1 Hasil Pengamatan dan Analisa Data
a. Metode pengindraan
Tabel 4.1. Hasil penentuan kadar lengas tanah dengan metode pengindraan
No
Sampel Tanah
Tingkat Kebasahan
1
A
Kering
2
B
Sedikit Basah
b. Metode Gravimetri
Tabel 4.2. Hasil pengukuran kadar lengas dengan metode gravimetri
kedalaman tanah
Hari ke
M tanah sebelum dioven
M tanah setelah dioven
kadar lengas (%)
3 cm
1
7,98
4,75
40,48
2
6,55
3,78
42,29
3
8,87
5,17
41,71
4
9,93
7,61
23,36
5
6,31
4,74
24,88
6
7,63
6,08
20,31
7
11,84
10,09
14,78
berat cawan kosong 4,26 gram
c. Metode Gypsum Block
1. Pendekatan Regresi Linier
Tabel 4.3. Hasil perhitungan kadar lengas dengan metode gypsum block variasi kedalaman tanah 10 cm pendekatan regresi linier
Hari ke
Tahanan (ohm)
Konduktansi (1/R)
Kadar lengas dengan gravimetri (%)
Kadar lengas dengan gypsum block (%)
G29 (Ω)
G32 (Ω)
G29
G32
G29
G32
1
2400
3400
0,00041667
0,00029412
40,48
31,8265
39,2895
2
1700
4100
0,00058824
0,00024390
42,29
29,9375
33,4933
3
1550
5400
0,00064516
0,00018519
41,71
29,3108
26,7157
4
1500
5500
0,00066667
0,00018182
23,36
29,074
26,327
5
1800
3900
0,00055556
0,00025641
24,88
30,2973
34,937
6
6500
7500
0,00015385
0,00013333
20,31
34,7202
20,7305
7
800
5500
0,00125000
0,00018182
14,78
22,6515
26,327
Gambar 4.1. Grafik nilai konduktansi G29 vs kadar lengas gravimetri
Gambar 4.2. Grafik nilai konduktansi G32 vs kadar lengas gravimetri
2. Pendekatan Kaliberasi Gypsum Block
Tabel 4.4. Hasil perhitungan kadar lengas dengan metode gypsum block variasi kedalaman tanah 10 cm dengan pendekatan kaliberasi gypsum block
Hari ke
Tahanan (ohm)
Kadar lengas dengan gypsum block (%)
G29 (Ω)
G32 (Ω)
Kadar lengas dengan gravimetri (%)
G29
G32
1
2400
3400
40,48
28,12451403
37,92636952
2
1700
4100
42,29
27,46890101
32,28635546
3
1550
5400
41,71
27,29589043
25,4773649
4
1500
5500
23,36
27,23473916
25,078481
5
1800
3900
24,88
27,57650461
33,70525201
6
6500
7500
20,31
30,10799614
19,20704059
7
800
5500
14,78
26,08854949
25,078481
Gambar 4.3. Grafik nilai Hambatan G29 vs kadar lengas gravimetri (%) dengan pendekatan kaliberasi gypsum block
Gambar 4.4. Grafik nilai Hambatan G32 vs kadar lengas gravimetri (%) dengan pendekatan kaliberasi gypsum block
Tabel 4.5. Perbandingan Kadar Lengas dengan Metode Pengindraan, Gravimetri, dan Gypsum Block
Metode
Kelebihan
Kekurangan
Pengindraan
Pengamatannya relaatif mudah, cepat, dan tidak butuh biaya serta alat
Hasil yang diperoleh bersifat subjektif, tergantung kepekaan masing – masing orang
Gravimetri
Hasilnya sangat teliti dan akurat
Memerlukan waktu yang lama, peralatan yang banyak. Kadar lengas yang diukur bukan pada kondisi lapangan.
Gypsum Block
Pemeliharaan, pemasangan, dan pemakaiannya mudah, tidk merusak tekstur tanah. Kadar lengas yang diukur merupakan kondisi aktual/ real dilapangan
Butuh kaliberasi setiap saat, lama pemakaian gypsum block terbatas, sensitif terhadap garam, dan tidak peka terhadap perubahan suhu.
d. Perhitungan bulk density dan Tebal Air
Tabel 4.6. Tebal air pada kedalaman 3 cm dari metode gravimetri
kedalaman tanah (cm)
Hari ke
Өm (%)
Ms (gr)
ρb (gr/cm^3)
Rerata ρb (gr/cm^3)
Өv (%)
Tebal air (cm)
3 cm
1
40,48
4,75
0,89643784
1,1382739
46,07298923
1,3821897
2
42,29
3,78
0,7133758
48,13768808
1,4441306
3
41,71
5,17
0,97570182
47,48154736
1,4244464
4
23,36
7,61
1,43618778
26,59411214
0,7978234
5
24,88
4,74
0,8945506
28,32155225
0,8496466
6
20,31
6,08
1,14744043
23,12351861
0,6937056
7
14,78
10,09
1,90422269
16,82414899
0,5047245
Tabel 4.7. Tebal air pada variasi kedalaman 10 Pada G29 cm dari metode gypsum block dengan pendekatan regresi linier
kedalaman tanah (cm)
Hari ke
Өm G29 (%)
Ms (gr)
ρb (gr/cm^3)
Rerata ρb (gr/cm^3)
Өv (%)
Tebal air (cm)
10
1
31,8265
4,75
0,89643784
1,1382739
36,22727274
3,6227273
2
29,9375294
3,78
0,7133758
34,07710691
3,4077107
3
29,3107741
5,17
0,97570182
33,36368784
3,3363688
4
29,074
7,61
1,43618778
33,09417396
3,3094174
5
30,2973333
4,74
0,8945506
34,48666231
3,4486662
6
34,72015385
6,08
1,14744043
39,52104325
3,9521043
7
22,6515
10,09
1,90422269
25,78361015
2,578361
Tabel 4.8. Tebal air pada variasi kedalaman 10 Pada G32 cm dari metode gypsum block dengan pendekatan regresi linier
kedalaman tanah (cm)
Hari ke
Өm G29 (%)
Ms (gr)
ρb (gr/cm^3)
Rerata ρb (gr/cm^3)
Өv (%)
Tebal air (cm)
10
1
39,28951176
4,75
0,89643784
1,1382739
44,72222389
4,4722224
2
33,49327073
3,78
0,7133758
38,12451428
3,8124514
3
26,71565556
5,17
0,97570182
30,40973215
3,0409732
4
26,32700909
7,61
1,43618778
29,96734604
2,9967346
5
34,93702308
4,74
0,8945506
39,76789982
3,97679
6
20,7305
6,08
1,14744043
23,59698608
2,3596986
7
26,32700909
10,09
1,90422269
29,96734604
2,9967346
4.1.2. Contoh Perhitungan
a. Perhitungan nilai kadar lengas dengan metode gravimetri
· untuk hari ke 1
· untuk hari ke 2
· untuk hari ke 7
b. Perhitungan nilai kadar lengas dengan metode gypsum block
1. Pendekatan regresi linier
1.1. Untuk G29
Persamaan garisnya : y = -11010x + 36,414
· untuk hari ke 1
Keterangan :
C,m : Hasil koefisien yang diperoleh dari grafik
y : kadar lengas gypsum block
x : nilai konduktansi (1/)
y = -11010(0,00041667) + 36,414 = 31,826 %
· untuk hari ke 2
y = -11010(0,00058824) + 36,414 = 29,937 %
· untuk hari ke 7
y = -11010(0,00125000) + 36,414 = 22,65 %
1.2. Untuk G32
Persamaan garisnya : y = 115428x + 5,3401
· untuk hari ke 1
y = 115428 (0,00029412) + 5,3401 = 39,289 %
· untuk hari ke 2
y = 115428 (0,00024390) + 5,3401 = 33,4937 %
· untuk hari ke 7
y = 115428 (0,00018182) + 5,3401 = 26,327 %
2. Pendekatan persamaan kaliberasi gypsum block
2.1. Untuk G29
Persamaan garisnya : y = 16,515x0,0684
y = axn
Keterangan :
a,n : Hasil koefisien yang diperoleh dari grafik
y : kadar lengas gypsum block
x : nilai Hambatan ()
· untuk hari ke 1
y = 16,515(2400 ohm)0,0684 = 28,12 %
· untuk hari ke 2
y = 16,515(1700 ohm)0,0684 = 27,46 %
· untuk hari ke 7
y = 16,515(800 ohm)0,0684 = 26,08 %
2.2. Untuk G32
Persamaan garisnya : y = 41306x-0,86
· untuk hari ke 1
y = 41306(3400 ohm)-0,86= 37,92 %
· untuk hari ke 2
y = 41306(4100 ohm)-0,86= 42.29 %
· untuk hari ke 7
y = 41306(5500 ohm)-0,86= 25,07 %
c. Perhitungan nilai bulk density dan tebal lengas dengan metode gravimetri
Volume tanah sama dengan volume tempat pengambil sampel tanah
Tinggi = 3 cm
Diameter = 1,5 cm
Kedalaman D = 3 cm
Berat cawan kosong = 4,26 gram
· untuk hari ke 1
Rerata setelah dihitung semua = 1,1382739
·
· Tebal lengas
d. Perhitungan nilai bulk density dan tebal lengas dengan metode gypsum block pada pendekatan regresi linier
· Untuk G29
· Untuk hari ke 3
D = 10 cm
33,36368784
· Tebal lengas
3,3363688
· Untuk G32
· Untuk hari ke 7
D = 10 cm
29,9673460
· Tebal lengas
2,99673460
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan praktikum dan pembahasan serta analisa data yang telah dilakukan yang telah dilakukan diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
1. Lengas tanah adalah air yang mengisi sebagian dan atau seluruh ruang pori tanah dan teradsorpsi pada permukaan zarah tanah. Lengas berperan sangat penting dalam proses genesa tanah, kelangsungan hidup tanaman dan jasad renik tanah serta siklus hara.
2. Lengas dapat tetap berada dalam ruang pori tanah karena memiliki tegangan potensial. Ada tiga titik pokok dalam dinamika lengas tanah, yaitu titik jenuh, kapasitas lapangan dan titik layu tetap. Pada titik jenuh semua pori tanah (makro dan mikro) terisi penuh air. Pada kapasitas lapangan tanah tinggal mengandung air yang tertambat dalam pori mikro. Pada kapasitas lapangan pori tanah terbagi menjadi pori aerasi (pori makro) dan pori lengas (pori mikro). Pada titik layu tetap laju aliran air dalam tanah ke akar telah menjadi begitu lambat, sehingga tidak mampu mengimbangi laju transpirasi normal maka tanaman menjadi layu.
3. Kadar lengas tanah secara gravimetri berturut-turut dari hari ke 1 hingga ke 7 yaitu : 40,48 %, 42,29%, 41,71%, 23,36%, 24,88%, 20,31%, 14,78%. Nilai nya secara berturut-turut (%) : 46.07, 48.13, 47.48, 26.59, 28.32, 23.12, 16.82. Tebal airnya secara berturut-turut adalah (cm) : 1.38, 1.44, 1.42, 0.797, 0.849, 0.693, 0.504.
4. Pada metode pengindraan Tingkat kebasahan sampel tanah A adalah kering dan sampel tanah B adalah.
5. Nilai rerata bulk density sampel tanah yang diamati adalah 1,1382739
6. Kadar lengas tanah pada metode gypsum block secara berturut-turut dari hari ke 1 hingga ke 7 untuk G29 (%) yaitu : 31.82, 29.93, 29.31, 29.07, 30.29, 34.72, 22.65, dan untuk G32 (%) yaitu : 39.29, 33.49, 26.71, 26.32, 34.93, 20.73, 26.32.
7. Prinsip kerja gypsum block yaitu jika dalam kondisi basah, gypsum block akan menghasilkan resistansi yang kecil. Demikian sebaliknya dalam kondisi kering, block akan menghasilkan resistansi yang lebih tinggi.
8. Air tersedia : air yang terdapat diantara kapasitas lapang dan titik layu tetap (pF 2,54 dan 4,17), dan air tidak tersedia : air yang berada pada tegangan diatas titik layu tetap (diatas pF 4,17).
9. Faktor yang mempengaruhi kadar lengas dalam tanah adalah iklim, curah hujan, evapotranspirasi, kandungan bahan organik, kandungan lempung tanah, dan relief.
B. Saran
Praktikumnya menggunakan lebih banyak lapisan tanah dari berbagai lapisan agar praktikan dapat memahami perbedaan kadar lengas tanah pasir, lempung, dll. Laporannya dalam bentuk file saja agar menghemat kertas, uang, dan mendukung kelestarian alam (1000 lembar kertas yang digunakan setara dengan 1 pohon ditebang, jika sebuah organisasi terdiri dari 100 orang dapat menghemat 3 lembar kertas setiap hari, maka dalam setahun ada 156 batang pohon yang dapat diselamatkan).
Posted by andi telaumbanua on Jan 14, 2019 in TAnah
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Fungsi air dalam pertanian secara umum adalah sebagai irigasi atau pengairan, karena tanpa adanya pengairan yang baik maka hasil dari tanaman yang dikelola oleh petani tidak akan mendapatkan hasil yang maksimal. Di seluruh dunia, diperkirakan sekitar 68% jumlah air digunakan untuk keperluan irigasi, sehingga banyak dikembangkan sistem yang dijumpai pada area sawah atau ladang dengan sistem pengairan yang cukup canggih (Prasetyo dkk., 2016).
Tanah merupakan lapisan permukaan bumi yang mana berasal dari pelapukan jasad makhluk hidup yang telah mati dan membusuk, dan pelapukan dari batuan dan erosi dari bahan anorganik. Cuaca dapat melapukkan makhluk hidup dan membuat mineralnya terurai atau terlepas. Jika hal ini terjadi terus menerus dapat membentuk tanah yang subur. Tanah memiliki fungsi secara fisik sebagai tempat berkembang dan tumbuh perakaran dari tanaman serta memberikan unsur hara dan air kepada akar tanaman. Secara kimia berfungsi sebagai tempat penyimpanan dan penyedia unsur hara atau nutrisi sedangkan secra biologis berfungsi sebagai habitat atau tempat hidupnya dari organisme tanah yang memiliki peran dalam penyediaan unsur hara dan zat aditif bagi tanaman.
Dengan mengetahui kadar air dalam suatu tanah dan pengaturan irigasi yang baik untuk tanaman pertanian maka akan mendatangkan hasil produksi yang lebih baik pula. Dengan tingkat ketersediaan kadar lengas pada suatu tanaman yang berbeda akan mempengaruhi hasil partumbuhan yang berbeda pula, dengan mengetahui volume penyiraman yang tepat untuk tanaman, sehingga diperoleh kandungan klorofil dan pertumbuhan yang maksimal, sehingga perlu dipantau tingkat kelembabannya Teknik pengukuran kadar air tanah diklasifikasikan ke dalam dua cara, yaitu langsung dan tidak langsung (Prasetyo dkk., 2016)
Lengas tanah adalah air yang mengisi sebagian dan atau seluruh ruang pori tanah dan teradsorpsi pada permukaan zarah tanah. Lengas berperan sangat penting dalam proses genesa tanah, kelangsungan hidup tanaman dan jasad renik tanah serta siklus hara. Setiap reaksi kimia dan fisika yang terjadi di dalam tanah hampir selalu melibatkan air sebagai media pelarut garam-garam mineral, senyawa asam dan basa serta ion-ion dan gugus-gugus organik maupun anorganik.
Lengas dapat tetap berada dalam ruang pori tanah karena memiliki tegangan potensial. Ada tiga titik pokok dalam dinamika lengas tanah, yaitu titik jenuh, kapasitas lapangan dan titik layu tetap. Pada titik jenuh semua pori tanah (makro dan mikro) terisi penuh air. Pada kapasitas lapangan tanah tinggal mengandung air yang tertambat dalam pori mikro, sedang air yang semula mengisi pori makro telah hilang terperkolasikan oleh kakas (force) gravitasi. Pori makro dapat menambat air karena kakas kapilernya mampu mengimbangi kakas gravitasi. Pada kapasitas lapangan pori tanah terbagi menjadi pori aerasi (pori makro) dan pori lengas (pori mikro). Pori aerasi juga dinamakan pori pengatusan. Pada titik layu tetap laju aliran air dalam tanah ke akar telah menjadi begitu lambat, sehingga tidak mampu mengimbangi laju transpirasi normal maka tanaman menjadi layu. Di lapangan tanaman dapat menampakkan gejala layu sekalipun lengas tanah masih berada di atas titik layu tetap. Hal ini disebabkan karena transpirasi melaju di atas normal karena cuaca yang terlalu kering (Notohadiprawiro dkk., 2006).
Ketiga air pada ketiga titik pokok dinamika lengas tanah tidak sama pada semua tanah. Kadar ini ditentukan oleh tekstur, struktur, macam mineral lempung dan kadar bahan organik. Untuk menyeragamkan ukuran pada semua tanah, digunakan satuan tegangan lengas tanah dalam atmosfer atau bar (1 atm = 1,013 bar, 1 bar = 1.000 dyne.cm-2) (Notohadiprawiro, dkk., 2006).
Menurut Hanafiah (2004), kadar dan ketersediaan air tanah dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu :
1. Tekstur tanah : kadar air tanah bertekstur liat > lempung > pasir, misalnya pada tegangan 1/3 atm (kapasitas lapang), kadar air masing-masingnya adalah sekitar 55%, 40% dan 15%. Hal ini terkait dengan pengaruh tekstur terhadap proporsi bahan koloidal, ruang pori dan luas permukaan adsorptif, yang makin halus teksturnya akan makin banyak, sehingga makin besar kapasitas menyimpan air. Hasilnya berupa peningkatan kadar dan ketersediaan air tanah.
2. Kadar bahan organic : bahan organik tanah mempunyai pori-pori mikro yang jauh lebih banyak ketimbang partikel mineral tanah, yang berarti luas permukaan penjerap (kapasitas simpan) air juga lebih banyak, sehingga makin tinggi kadar bahan organik akan makin tinggi kadar dan ketersediaan air tanah.
3. Senyawa kimiawi : garam-garam dan senyawa pupuk/amelioran (pembenah tanah) baik alamiah maupun non alamiah mempunyai gaya osmotik yang dapat menarik dan menghidrolisi air, sehingga koefisien layu meningkat.
4. Kedalaman solum/lapisan tanah : kedalaman solum menentukan volume simpan air, makin dalam makin besar, sehingga kadar dan ketersediaan air juga makin banyak. Kedalaman solum/lapisan ini sangat penting bagi tetanaman berakar tunggang dan dalam.
Pengukuran secara langsung adalah berupa pemisahan air dari matrik tanah dan pengukuran langsung dari jumlah air yang dipisahkan tersebut. Pemisahan air dari matriks tanah dapat dicapai melalui: (1) pemanasan; (2) ekstraksi dan penggantian oleh larutan; atau (3) reaksi kimia. Jumlah air yang dipisahkan ditentukan dengan: (1) mengukur perubahan massa/berat setelah pema- nasan dan (2) pengukuran kuantitatif dari hasil reaksi. Pemisahan air dengan pemanasan biasa disebut dengan metode gravimetri, dan merupakan metode pengukuran secara langsung (Prasetyo dkk., 2016)
Metode tidak langsung adalah dengan mengukur beberapa sifat fisik atau kimia tanah yang berhubungan dengan kadar air tanah. Sifat ini meliputi konstanta dielektrik (permitivity relatif), konduktivitas elektrik, kapasitas panas, kandungan ion H, dan kepekaan magnetik. Berlawanan dengan metode langsung, metode tidak langsung bersifat lebih tidak merusak atau nondestruktif, sehingga kandungan air dalam contoh tidak berubah selama pengukuran. Penetapan kadar air tanah dengan neutron probe adalah salah satu cara pengukuran kadar air tanah tidak langsung. Cara ini bersifat tidak destruktif, sehingga pengukuran dapat dilakukan sangat intensif. Dengan menggunakan neutron probe, kadar air tanah dapat ditetapkan pada titik-titik yang sama pada berbagai kedalaman tanah secara berulang-ulang (Danial dkk., 2012)
Kadar lengas tanah adalah air yang terdapat dalam tanah yang terikat oleh berbagai kakas, yaitu kakas ikat matrik, osmosis dan kapiler. Kakas ikat matrik-dinagkitkan oleh zarah tanah.Kakas ini meningkat sejalan dengan peningkatan permukaan jenis zarah dan kerapatan muatan elektrostatik zarah tanah.Kakas ikat osomosis dibangkitkan oleh zat-zat terlarut di dalam air, maka kakas ini meningkat sejalan dengan peningkatan kepekatan larutan air.
Kakas ikat kapiler dibangkitkan oleh pori-pori tanah yang berkaitan dengan tegangan muka air. Makin sempit pori tanah berarti kakas kapiler makin tinggi. Air yang berada pada lapisan atas zone aerasi disebut lengas tanah. Apabila kapasitas mena-han air tanah pada zone aerasi telah dipenuhi air, air bergerak ke bawah menuju zone saturasi. Air pada zone saturasi (saturation zone) disebut air tanah. Diatas zone saturasi terdapat kapiler. Air pada daerah kapiler mengisi ruang- ruang pori yang kecil. Selain berasal dari dari hujan, air kapiler dapat berasal dari air tanah yang terangkat oleh gaya-gaya kapiler (Buckman, 1982).
Kata gipsum berasal dari kata kerja dalam bahasa Yunani yang artinya memasak Gipsum merupakan mineral yang tidak larut dalam air dalam waktu yang lama, sehingga gipsum jarang ditemui dalam bentuk butiran atau pasir. Gypsum block adalah alat yang terbuat dari serbuk gipsum. Gypsum block pertama kali dipakai di bidang pertanian untuk mengukur kelengasan tanah dengan cara dikalibrasi dulu, lalu ditanam di tempat yang akan diteliti. Sekarang gypsum block dipakai di bidang teknik sipil dalam pengukuran kadar air tanah dengan tujuan agar tidak merusak struktur tanah di sekitar daerah penelitian.
Gypsum block adalah alat sensor yang dipakai dalam bidang pertanian untuk mengukur lengas tanah atau kelembaban tanah guna memilih jenis tanaman dan mengatur kesuburannya pada suatu tanah atau lahan yang akan dikerjakan. Alat ini dapat digunakan dengan biaya yang terjangkau dan paling sederhana dari pada alat sensor elektrik yang lain. Gypsum block terdiri dari sebuah gypsum padat yang sudah dicetak berbentuk silinder maupun persegi empat dengan kisaran ukuran yang ditentukan dan dilengkapi dua elektroda dalam hal ini menggunakan sebuah kabel yang ditanamkan pada block dengan jarak 1 cm dalam keadaan elektroda parallel atau searah (Skinner, 1997).
Prinsip kerja gypsum block yaitu jika dalam kondisi basah, gypsum block akan menghasilkan resistansi yang kecil. Demikian sebaliknya dalam kondisi kering, block akan menghasilkan resistansi yang lebih tinggi. Sebelum dipakai, gypsum block harus dikalibrasi dahulu secara individu, karena setiap gypsum block memiliki karakteristik tersendiri. Beberapa keuntungan dari gypsum block yaitu (1) Pembuatan block dapat dilakukan oleh orang awam sekalipun dan relatif lebih murah dibandingkan dengan alat sensor yang lain, (2) Mudah dalam pemasangan dan penggunaannya serta memerlukan sedikit pemeliharaan. (3) Tidak merusak struktur tanah sekitarnya. Sedangkan kerugiannya : (1) lama penggunaan block terbatas., (2) sensitif terhadap garam dan suhu, (3) memerlukan kalibrasi secara individu serta (4) Histerisis gypsum block sangat berpengaruh terhadap kerja gypsum block. Pembacaan resistansi gypsum block memerlukan tegangan arus bolak-balik (AC current), untuk mencegah efek polarisasi pada gypsum block yang akan mengakibatkan pembacaan yang salah dan tidak stabil.
Untuk mengetahui nilai resistansi yang terjadi, kedua kabel dihubungkan dengan multimeter sehingga diperoleh nilai tahanan gypsum block. Kemudian nilai tahanan gypsum block dimasukkan dalam grafik kalibrasi maka diperoleh suatu persamaan resistansi tanah yang akan dipakai dalam pengukuran kadar air. Gypsum block terdiri dari 2 jenis yaitu yang tidak memakai kawat kasa (konvensional) dan yang memakai kawat kasa pada lapisan bagian dalam.
Kadar lengas yang diukur perlu diubah dari sifat fisis ke sifat listrik dengan menggunakan komponen sensor. Salah satu sensor yang sering digunakan dan bersifat murah adalah gypsum. Gypsum block adalah alat yang terbuat dari serbuk gypsum. Gypsum block pertama kali dipakai di bidang pertanian untuk mengukur kelengasan tanah dengan caradikalibrasi dulu, lalu ditanam di tempat yang diteliti. di bidang teknik sipil gypsum block dipakai dalam peng- ukuran kadar air tanah dengan tujuan agar tidak merusak struktur tanah di sekitar daerah penelitian.
Untuk mengetahui nilai resistansi yang terjadi, kedua kabel dihubungkan dengan multivibrator sehingga diperoleh nilai frekuensidari gypsum block tersebut. Kemudian nilai frekuensisetiap gypsum block dimasukkan dalam grafik kalibrasi maka diperoleh suatu persamaan hubungan frekuensi dengangravimetri yang dipakai dalam pengukuran kadar air.
Pengertian tanah secara umum adalah himpunan mineral, bahan organik dan endapan – endapan yang relatif lepas (loose) yang terletak di atas batuan dasar (bedrock). Mineral lempung merupakan pelapukan akibat reaksi kimia yang menghasilkan susunan kelompok partikel berukuran koloid dengan diameter ukuran butiran lebih kecil dari 0,002 mm. Dalam tanah yang jenuh sebagian, air tidak mengisi seluruh ruang pori yang ada dalam tanah. Jadi, dalam hal ini terdapat sistem 3 fase yaitu butiran padat, air pori dan udara. Lempung (clays) sebagian besar terdiri dari partikel mikroskopis dan submikroskopis (tidak dapat dilihat dengan jelas bila hanya dengan mikroskopis biasa) yang berbentuk lempengan-lempengan pipih dan merupakan partikel-partikel dari mika, mineral-mineral lempung (clay minerals) dan mineral-mineral yang sangat halus lain. Tanah lempung terbentuk dari banyak jenis mineral sehingga jika mineral pembentuk berbeda maka berbeda pula sifatnya (Hardiyatmo, 2006).
Penggolongan konsistensi tanah berdasarkan tiga kadar air tanah, yaitu:
1. Konsistensi basah (kadar air berada di sekitar kapasitas lapangan) untuk menilai derajat kelekatan tanah terhadap benda-benda yang menempelinya, digolongkan menjadi: tak lekat, agak lekat, lekat dan sangat lekat, dan untuk menilai derajat kelenturan (plastisitas) tanah terhadap perubahan bentuknya, digolongkan menjadi: non-plastis, agak plastis, plastis dan sangat plastis.
2. Konsistensi lembab (kadar air berada diantara kapasitas lapangan dan kering udara), untuk menilai derajat kegemburan dan keteguhan tanah. Digolongkan menjadi: lepas, sangat gembur, gembur, teguh, sangat teguh, dan ekstrim teguh.
3. Konsistensi kering (kadar air berada di sekitar kering udara), untuk menilai derajat kekerasan tanah. Digolongkan menjadi: lepas, lunak, agak keras, keras, sangat keras, dan ekstrim keras.
Tabel 2.1. Ciri-Ciri Tingkat Kebasahan Tanah
¨ Konsistensi
· Ciri-ciri
¨ Basah ¨ Lembab ¨ Kering
· Pada permukaan zarah-zarah dan gumpal-gumpalan tanah tampak selaput air. Tanah mengeluarkan air pada waktu diremas atau diinjak. Setara dengan tegangan lengas 0,01 bar atau kurang (kondisi kapasitas lapangan).· Tanah berada diantara keadaan basah dan kering. Setara dengan tegangan lengas yang kurang dari 15 bar, akan tetapi tidak kurang daripada 0,01 bar.· Setara dengan tegangan lengas 15 bar atau lebih (titik layu permanen). Tanda-tandanya tergantung pada teksturnya, bila :- Pasiran : Bahan galian bersifat galir (loose) dan kersai, kalau ditetesi air warna jelas bertambah gelap.- Debuan : Bahan galian bersifat rapuh dan mendebu kalau diremas, kalau ditetesi air warnanya akan bertambah gelap.- Lempungan : Konsistensi teguh sampai keras, tidak dapat atau sulit diremas, tanah meretak.
Faktor yang mempengaruhi kadar lengas dalam tanah adalah iklim, curah hujan, evapotranspirasi, kandungan bahan organik, kandungan lempung tanah, dan relief. Jenis tanah grumosol memiliki tekstur yang liat dengan pH netral hingga alkalis, berawarna kelabu sampai hitam, dan pada musim kemarau tanah ini mudah pecah. Tanah regosol adalah tanah yang teksturnya kasar, berstruktur remah dengan konsistensi lepas-gembur. Tanah mediteran adalah tanah yang terbentuk dari pelarutan batuan kapur, bertekstur geluh dengan konsistensi lekat dan kandungan bahan organik yang sedikit. Tanah rendzina adalah tanah padang rumput yang tipis dan memiliki warna gelap,
Kemampuan tanah menahan air dipengaruhi antara lain oleh tekstur tanah. Tanah-tanah bertekstur kasar mempunyai daya menahan air lebih kecil daripada tanah bertekstur halus. Oleh karena itu, tanaman yang ditanam pada tanah pasir umumnya lebih mudah kekeringan daripada tanah-tanah bertekstur lempung atau liat. Kondisi kelebihan air ataupun kekurangan air dapat mengganggu pertumbuhan tanaman. Ketersediaan air dalam tanah dipengaruhi: banyaknya curah hujan atau air irigasi, kemampuan tanah menahan air, besarnya evapotranspirasi (penguapan langsung melalui tanah dan melalui vegetasi), tingginya muka air tanah, kadar bahan organik tanah, senyawa kimiawi atau kandungan garam-garam, dan kedalaman solum tanah atau lapisan tanah. Air tersedia biasanya dinyatakan sebagai air yang terikat antara kapasitas lapangan dan koefisien layu. Tetapi untuk kebanyakan mendekati titik layunya, absorpsi air oleh tanaman kurang begitu cepat, dapat mempertahankan pertumbuhan tanaman. Penyesuaian untuk menjaga kehilangan air di atas titik layunya (Buckman, 1982).
Air tanah merupakan salah satu bagian penyusun tanah. Air tanh hampir seluruhnya berasal dari udara dan atau atmosfer terutama didaerah tropis air hujan itu dapat mrembes ke dalam tanah yang disebut infiltrasi. Sedangkan sisanya mengalir di permukaan tanah sebagai aliran permukaan tanah. Air infiltrasi tadi bila dalam jumlah banyak dan terus merembes kedalam tanah secara vertikal dan meninggalkan daerahnya perakaranya yang disebut perkolasi, yang akhirnya sampai pada lapisan yang kedap air yang kemudian kumpul disitu menjadi air (Hanafiah, 2004).
Banyaknya air yang tersedia bagi tanaman dicari dengan jalan penentuan kandungan air pada tanaman lapang dikurangi dengan persentase keadaan tanah pada titik layu permanen. Dalam hal ini nilai-nilainya sangat ditentukan terutama oleh tekstur tanah. Tekstur tanah yang lebih tinggi mempunyai tekstur yang halus, sebaliknya tekstur yang rendah mempunyai tekstur yang kasar nilainya akan lebih rendah lagi (Hanafiah, 2004).
Kapasitas kandungan air tanah maksimum adalah jumlah air maksimal yang dapat ditampung oleh tanah setelah hujan turun dengan sangat lebat atau besar. Semua pori-pori tanah baik makro maupun mikro, dalam keadaan terisi oleh angin sehingga tanah menjadi jenuh dengan air. Jika terjadi penambahan air lebih lanjut, maka akan terjadi penurunan air gravitasi yang bergerak lurus terus kebawah. Pada keadaan ini air tanah akan ditahan oleh tanah dengan kandungan Pf=0 atau 0 atm (Hanafiah, 2004).
Air bebas (air gravitasi) : air yang diatus oleh gaya gravitasi. Air dalam kondisi jenuh dan berada diantara pF 0 dan pF 2,54 (diantara jenuh air dan kapasitas lapang). Air kapiler : air dalam pori-pori tanah dengan tegangan antara pF 2. Air higroskopis : air di permukaan tanah yang dipegang antara pF 4,5 dan 7,0 (antara koefisien higroskopis dan kering oven) 4 dan 4,5 (kapasitas lapang dan koefisien higroskopis). Air tidak berguna : setara dengan air bebas menurut klasifikasi fisik. Kelas ini tidak berlaku bagi padi di sawah dan hidrofit yang hidup dalam jenuh air. Air tersedia : air yang terdapat diantara kapaasitas lapang dan titik layu tetap (pF 2,54 dan 4,17), dan air tidak tersedia : air yang berada pada tegangan diatas titik layu tetap (diatas pF 4,17). Air dipegang tanah dengan tegangan lebih kuat dibanding kekuatan akar menyerap air.
Jenuh, tanah dikatagorikan jenuh manakala seluruh rongga pori terisi air sampai air pada rongga pori makro habis, dan pada saat air pada rongga pori makro habis karena gaya gravitasi mulai dinyatakan dalam keadaan kapasitas lapang, tegangan lengas tanah = 0 cm H2O, 0 bar atau pF 0. Kapasitas lapang, berdasarkan beberapa penelitian kapasitas lapang biasanya dicapai dua hari setelah tanah mengalami penjenuhan total baik akibat hujan lebat atau irigasi. Tegangan kelembaban tanah pada kapasitas lapang untuk tanah pasir mendekati 1/10 atm, sedangkan untuk tanah liat (clay) mendekati 1/3 atm. Tegangan kelembaban tanah ini dapat pula dinyatakan dalam satuan pF, dan pada kapasitas lapang umumnya besarnya pF ini adalah = 2,54. Pada keadaan kapasitas lapang sebagian besar air tanah berupa kapiler dan sebagian lagi berupa air higroskopis yang terikat pada partikel tanah. Tegangan lengas = 346 cm H2O; 0,3 bar atau pF 2,54.
Layu permanen, batas bawah dari air kapiler adalah layu permanen, yaitu batas terendah dimana air dalam tanah sudah tidak lagi mampu diserap oleh tanaman dan kalau mencapai batas ini tanaman layu dan kalaupun disiran lagi tanaman akan tetap layu dan mati, sedangkan bila kadar airnya diatas itu, yaitu pada batas layu, tanaman mengalami layu dan bila disiram lagi tanaman dapat tumbuh kembali. Air tanah pada keadaan layu permanen terikat kuat oleh partikel tanah dengan tegangan kelembaban tanahnya antara 7 atm sampai 40 atm atau 15,849 cm H2O; 15 bar; pF 4,17 Nilai ini tergantung dari tekstur tanah dan kadar garam.
Kering, kadar air tanah setelah diangin-anginkan di tempat teduh sampai mencapai keseimbangan dengan kelengasan atmosfer. Tegangan lengas = 106 cm H2O; 1000 bar; pF 6. Kadar air tanah setelah dikeringkan dalam oven pada suhu 105-110 °C sampai tidak ada lagi air yang menguap (timbangan tetap; biasanya membutuhkan waktu 16-18 jam). Tegangan lengas tanah = 107 cm H2O; 10.000 bar; atau pF 7,0 (Saiful dan Riko, 2016).
Kebutuhan air tanaman merupakan air yang dibutuhkan untuk memenuhi sejumlah air yang hilang melalui evapotranspirasi suatu tanaman sehat, tumbuh pada areal luas pada tanah yang menjamin cukup lengas tanah, kesuburan tanah, dan lingkungan hidup tanaman cukup baik, sehingga secara potensial tanaman akan berproduksi dengan baik. Besarnya kebutuhan air bagi tanaman dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain jenis tanaman dalam hubungannya dengan tipe dan perkembangannya, kadar air tanah, dan kondisi cuaca. Kebutuhan air tanaman juga dipengaruhi oleh fase pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Umumnya pada fase vegetatif tanaman memerlukan air dalam jumlah yang besar. Kekurangan air pada periode tertentu akan mengurangi hasil, yaitu pada awal pertumbuhan akan mengurangi hasil sampai 50%, awal fase pembungaan akan mengurangi hasil 25%. Tumbuhan sering mendapatkan cekaman air (water stress) karena kekurangan pasokan air di daerah perakaran dan laju evapotranspirasi yang melebihi laju absorbsi air oleh tumbuhan pada musim kemarau (Solichatun, 2005).
DAFTAR PUSTAKA
Buckman. 1982. Irigasi Dan Pengolahannya. Jakarta.
Danial N., Margareth E., dan Tri M. 2012. Penggunaan Gypsum Block Untuk Mengukur Kadar Air Pada Tanah Lempung. Jurnal Teknik Sipil 1(4) : 61-73.
Hanafiah, K.A. 2004. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Jakarta : Rajawali Pers.
Hardiyatmo, H.C., 2006, Mekanika Tanah I, Universitas Gajah Mada,Yogyakarta.
Notohadiprawiro, Tejoyuwono. 2000. Tanah dan Lingkungan. Pusat Studi Sumber Daya Lahan, UGM.
Prasetyo, A., Eka F., dan Lilik S. 2016. Perancangan Dan Pengujian Unjuk Kerja Sistem Monitoring Kadar Lengas Berbasis Gypsum Block Untuk Memantau Dinamika Tanah Polietilen, Polistiren dan Other. Jurnal Teknologi Technoscientia 8(2): 100-106.
Saiful, R. dan Riko C. 2016. Pengelolaan Lengas Tanah Dan Laju Pertumbuhan Tanaman Karet Belum Menghasilkan Pada Musim Kemarau Dan Penghujan. Jurnal Warta Perkaretan 35 (1): 1-10.
Skinner, A, 1997. Resurrecting The Gypsum Block for Soil Moisture Measurement, Measurement Engineering Australia, in Australian Viticuluture.
Posted by andi telaumbanua on Jan 14, 2019 in TAnah
LAPORAN PRAKTIKUM
SIFAT ALAMI TANAH
TPT 2022
ACARA 4
KADAR LENGAS
DISUSUN OLEH :
NAMA : ANDI SAPUTRA TELAUMBANUA
NIM : 17/413930/TP/11872
GOL : RABU C
PJ ACARA : AHMAD FAJAR MAULANA
LABORATORIUM BIOFISIK
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS GADJAH MADA
YOGYAKARTA
2018
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Tanah merupakan lapisan permukaan bumi yang mana berasal dari pelapukan jasad makhluk hidup yang telah mati dan membusuk, dan pelapukan dari batuan dan erosi dari bahan anorganik. Cuaca dapat melapukkan makhluk hidup dan membuat mineralnya terurai atau terlepas. Jika hal ini terjadi terus menerus dapat membentuk tanah yang subur. Salah satu fungsi tanah bagi mahluk hidup adalah penyedia air dan nutrisi. Khususnya dalam bidang pertanian air berfungsi sebagai irigasi atau pengairan, karena tanpa adanya pengairan yang baik maka hasil dari tanaman yang dikelola oleh petani tidak akan mendapatkan hasil yang maksimal.
Lengas tanah adalah air yang mengisi sebagian dan atau seluruh ruang pori tanah dan teradsorpsi pada permukaan zarah tanah. Lengas berperan sangat penting dalam proses genesa tanah, kelangsungan hidup tanaman dan jasad renik tanah serta siklus hara. Setiap reaksi kimia dan fisika yang terjadi di dalam tanah hampir selalu melibatkan air sebagai media pelarut garam-garam mineral, senyawa asam dan basa serta ion-ion dan gugus-gugus organik maupun anorganik.
Lengas dapat tetap berada dalam ruang pori tanah karena memiliki tegangan potensial. Ada tiga titik pokok dalam dinamika lengas tanah, yaitu titik jenuh, kapasitas lapangan dan titik layu tetap. Pada titik jenuh semua pori tanah (makro dan mikro) terisi penuh air. Pada kapasitas lapangan tanah tinggal mengandung air yang tertambat dalam pori mikro, sedang air yang semula mengisi pori makro telah hilang terperkolasikan oleh kakas (force) gravitasi. Pori makro dapat menambat air karena kakas kapilernya mampu mengimbangi kakas gravitasi. Pada kapasitas lapangan pori tanah terbagi menjadi pori aerasi (pori makro) dan pori lengas (pori mikro). Pori aerasi juga dinamakan pori pengatusan. Pada titik layu tetap laju aliran air dalam tanah ke akar telah menjadi begitu lambat, sehingga tidak mampu mengimbangi laju transpirasi normal maka tanaman menjadi layu.
Kadar dan ketersediaan air tanah dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu: tekstur tanah, kadar bahan organic, senyawa kimiawi, dan kedalaman solum/lapisan tanah .Penentuan kadar lengas tanah secara umum ada dua cara yaitu; pertama pengukuran secara langsung yaitu berupa pemisahan air dari matrik tanah dan pengukuran langsung dari jumlah air yang dipisahkan tersebut. Pemisahan air dari matriks tanah dapat dicapai melalui: (1) pemanasan; (2) ekstraksi dan penggantian oleh larutan; atau (3) reaksi kimia dan yang kedua metode tidak langsung yaitu; dengan mengukur beberapa sifat fisik atau kimia tanah yang berhubungan dengan kadar air tanah. Sifat ini meliputi konstanta dielektrik (permitivity relatif), konduktivitas elektrik, kapasitas panas, kandungan ion H, dan kepekaan magnetik. Salah satu alat yang dapat digunakan yaitu; gypsum block yaitu alat sensor yang dipakai dalam bidang pertanian untuk mengukur lengas tanah atau kelembaban tanah guna memilih jenis tanaman dan mengatur kesuburannya pada suatu tanah atau lahan yang akan dikerjakan. Prinsip kerja gypsum block yaitu jika dalam kondisi basah, gypsum block akan menghasilkan resistansi yang kecil. Demikian sebaliknya dalam kondisi kering, block akan menghasilkan resistansi yang lebih tinggi
Pada bidang teknik pertanian dan biosistem (TPB) pemahaman terhadap penentuan kadar lengas sangatlah penting, misalnya dalam pemberian air irigasi terhadap tanaman, kadar lengas dalam tanah haruslah diketahui terlebih dahulu, agar pemberian airnya efektif. Oleh karena itu dilakukan praktikum kadar lengas, agar praktikan dapat mengukur kadar lengas tanah dalam berbagai metode. Metode yang digunakan dalam penentuan kadar lengas tanah pada praktikum ini yaitu; metode penginderaan, gravimetri, dan gypsum block.
B. Tujuan
Praktikum penentuan kadar lengas ini, bertujuan agar:
1. Mahasiswa mampu mengukur kadar lengas (air) tanah dengan beberapa metode
2. Mahasiswa mampu menyatakan kandungan lengas tanah dalam fraksi massa, volume dan tebal.
Posted by andi telaumbanua on Jan 14, 2019 in TAnah
BAB III
METODOLOGI
3.1. Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan pada praktikum ini antara lain: sampel tanah terusik untuk menentukan berat jenis tanah, sampel tanah tak terusik yang digunakan untuk menentukan berat volume tanah, dan aquadest untuk membasahi tanah. Alat yang digunakan pada praktikum ini antara lain; timbangan analitik untuk mengukur massa tanah, cawan, dan pycnometer, cawan digunakan untuk wadah dari sampel tanah yang diamati, oven pengering untuk menurunkan kadar air dan membunuh mikroorganisme, mistar ukur untuk mengukur tinggi dan diameter dari ring sampler, thermometer untuk mengukur suhu tanah dalam pycnometer, pycnometer untuk mengukur densitas dari sampel tanah dan desikator untuk menganalisa kadar air dan mendinginginkan sampel tanah yang telah dikeringkan.
3.2. Cara Kerja
a. Penentuan berat volume
Sampel tanah tak terusik yang telah diambil dari lapangan disiapkan, kemudian tinggi dan diameter dari ring sampler diukur untuk menentukan volume tanah tak terusik. Kemudian, sampel tanah tak terusik beserta ring sampler dimasukkan kedalam cawan yang telah ditimbang massanya, lalu ditimbang. Setelah itu, sampel tanah tak terusik tersebut beserta ring sampler dan cawannya dimasukkan dalam oven untuk dikeringkan pada suhu 105 selama 24 jam. Kemudian, sampel tanah yang telah dikeringkan dikeluarkan dari oven, kemudian didinginkan di dalam desikator. Kemudian ditimbang lagi sampel tanah beserta ring sampler dan cawan, lalu hasilnya dicatat dalam tabel pengamatan.
b. Penentuan berat jenis
Sampel tanah terusik yang telah diambil dari lapang dan telah dikering anginkan disiapkan sebanyak 5 gr. Kemudian, massa pycnometer kosong dan tutupnya ditimbang massanya, lalu dicatat di tabel pengamatan. Kemudian, air dimasukkan kedalam pycnometer lalu diukur suhunya (BD1), lalu dicatat. Kemudian, sampel tanah dihaluskan dengan ditumbuk lalu disaring, kemudian dimasukkan dalam pycnometer, lalu ditimbang, massanya dan dicatat pada tabel pengamatan. Setelah itu, air ditambahkan kedalam pycnometer sebanyak setengah dari volume pycnometer, lalu massa pycnometer+ tanah+air ditimbang dan dicatat hasilnya. Kemudian, pycnometer yang berisi tanah+air didiamkan selama 24 jam tanpa ditutup, untuk menghilangkan gelembung-gelembung yang terperangkap. Setelah 24 jam, air ditambahkan hingga penuh kedalam pycnometer lalu diaduk dan diukur suhunya (BD2) dan dicatat hasilnya.
c. Penentuan kadar air
Cawan kosong ditimbang massanya, lalu dicatat hasilnya. Kemudian, dimasukkan 5 gr sampel tanah terusik yang telah dihaluskan tadi ke dalam cawan, lalu ditimbang massanya dan dicatat hasilnya pada tabel pengamatan. Kemudian, dimasukkan ke dalam oven selama 24 jam. Setelah itu, didinginkan pada desikator, kemudian ditimbang massa tanah+cawan setelah dioven, lalu hasilnya dicatat pada tabel pengamatan.
3.3. Analisa data
a. Rumus perhitungan
1. Perhitungan volume tanah:
d = diameter dalam ring
t = tinggi ring
2. Berat volume
BV = berat volume tanah (gr/)
a = massa cawan (gr)
b = massa tanah + ring + cawan sebelum dioven (gr)
c = massa tanah + ring + cawan setelah dioven (gr)
d = massa ring (gr)
3. Kadar air
Ka = kadar air (%)
4. Berat jenis
BJ = Berat jenis tanah (gr/)
a = berat pycnometer (gr)
b = berat pycnometer + air (gr)
c = berat pycnometer + tanah kering angin (gr)
d = berat pycnometer + tanah + air (gr)
BD1 = Berat jenis air pada suhu T1
BD2 = Berat jenis air pada suhu T2
Ka = Kadar air (%)
BD1 dan BD2 didapatkan dari tabel berdasarkan pengamatan pada suhu pycnometer.
Posted by andi telaumbanua on Jan 14, 2019 in TAnah
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Berat volume tanah
Tanah merupakan media pertumbuhan tanaman yang sangat kompleks. Agar tanaman dapat tumbuh dengan baik dan berproduksi tinggi maka tidak hanya membutuhkan unsur hara yang cukup dan seimbang, tetapi juga memerlukan lingkungan fisik, kimia dan biologi tanah yang sesuai sehingga akar tanaman dapat berkembang dengan bebas demikian juga proses fisiologinya. Sifat fisik tanah menyangkut: berat volume tanah, berat jenis tanah, porisitas tanah, penyebaran pori dalam tanah, kemantapan agregat tanah, kelembaban tanah dan sebagainya (Putinella, 2011).
Berat volume tanah merupakan salah satu sifat fisik tanah yang paling sering ditentukan, karena keterkaitannya yang erat dengan kemudahan penetrasi akar di dalam tanah, drainase dan aerasi tanah, serta sifat fisik tanah lainnya. Seperti sifat tanah yang lainnya, berat volume mempunyai variabilitas spasial (ruang) dan temporal (waktu). Nilai berat volume, b, bervariasi antara satu titik dengan titik yang lain disebabkan oleh variasi kandungan bahan organik, tekstur tanah, kedalaman perakaran, struktur tanah, jenis fauna, dan lain-lain (Yustika, 2006).
Berat volume tanah dipegaruhi oleh bagian rongga pori tanah, struktur tanah, pertumbuhan akar, aktivitas mikroorganisme dan peningkatan bahan organik. Makin tinggi pemberian bahan organik ke dalam tanah maka berat volume akan semakin rendah, berkisar antara 1,0 sampai 1,3 g.cm-3. Menurut Hardjowigeno (2003), kandungan bahan organik yang tinggi menyebabkan tanah mempunyai berat jenis butiran yang rendah, besarnya berat jenis tanah pertanian berkisar antar 2,6 sampai 2,7 g.cm-3 . Bulk density di lapangan tersusun atas tanah-tanah mineral yang umumnya berkisar 1,0 – 1,6 gr/cm3 .
Tanah organik memiliki nilai bulk density yang lebih ringan, misalnya dapat mencapai 0,1 – 0,9gr/cm3 pada bahan organik. Bulk density atau kerapatan massa tanah banyak mempengaruhi sifat fisik tanah, seperti porositas, kekuatan, daya dukung, kemampuan tanah menyimpan air drainase dan lain-lain. Sifat fisik tanah ini banyak bersangkutan dengan penggunaan tanah dalam berbagai keadaan (Hardjowigeno, 2003).
Kerapatan massa tanah menunjukkan perbandingan berat tanah terhadap volume total (udara, air, dan padatan) yang dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
ρb = ………………………………………………………………………….(1)
di mana : ρb = kerapatan massa tanah (gr/cm3 ) Ms = massa tanah (gr) Vt = volume total (cm3 ). Bulk density sangat berhubungan dengan particle density, jika particle density tanah sangat besar maka bulk density juga besar (Yustika, 2006).
Hal ini dikarenakan partikel density berbanding lurus dengan bulk density, namun apabila tanah memiliki tingkat kadar air yang tinggi maka partikel density dan bulk density akan rendah. Dapat dikatakan bahwa particle density berbanding terbalik dengan kadar air. Hal ini terjadi jika suatu tanah memiliki tingkat kadar air yang tinggi dalam menyerap air tanah, maka kepadatan tanah menjadi rendah karena pori-pori di dalam tanah besar sehingga tanah yang memiliki pori besar akan lebih mudah memasukkan air di dalam agregat tanah (Hanafiah, 2005).
Nilai b sangat dipengaruhi oleh pengelolaan yang dilakukan terhadap tanah. Nilai b terendah biasanya didapatkan di permukaan tanah sesudah pengolahan tanah. Bagian tanah yang berada di bawah lintasan traktor akan jauh lebih tinggi berat volumenya dibandingkan dengan bagian tanah lainnya. Pada tanah yang mudah mengembang dan mengerut, b berubah-ubah seiring dengan berubahnya kadar air tanah. Oleh sebab itu, untuk tanah yang mengembang mengerut, nilaib perlu disertai dengan data kadar air. Tanah dengan bahan organik yang tinggi mempunyai berat volume relatif rendah. Tanah dengan ruang pori total tinggi, seperti tanah liat, cenderung mempunyai berat volume lebih rendah (Yustika, 2006).
Sebaliknya, tanah dengan tekstur kasar, walaupun ukuran porinya lebih besar, namun total ruang porinya lebih kecil, mempunyai berat volume yang lebih tinggi. Komposisi mineral tanah, seperti dominannya mineral dengan berat jenis partikel tinggi di dalam tanah, menyebabkan berat volume tanah menjadi lebih tinggi pula. Berat volume tanah mineral berkisar antara 0,6 – 1,4 g cm-3. Tanah Andisols mempunyai berat volume yang rendah (0,6 – 0,9 g cm-3), sedangkan tanah mineral lainnya mempunyai berat volume antara 0,8 – 1,4 g cm-3. Tanah gambut mempunyai berat volume yang rendah (0,4 -0,6 g cm-3). Nilai b yang umum untuk tanah pasir adalah sekitar 1,4 – 1,7 g cm-3 sedangkan untuk tanah liat adalah antara 0,95 – 1,2 g cm-3 (Grossman dan Reinsch, 2002).
Berbagai metode dapat digunakan dalam penentuan b antara lain: (1) metode ring contoh (core); (2) metode penggalian tanah; (3) metode bongkahan; dan (4) metode radiasi (gamma ray).Metode radiasi adalah metode penentuan berat volume tanah di lapangan atau di dalam pot (in situ). Metode ini relatif mahal dan berpotensi mendatangkan bahaya radioaktif. Metode ring dan metode bongkahan sudah lama dan umum digunakan, sedangkan metode galian relatif baru dan banyak digunakan di bidang teknik sipil, terutama untuk tanah berbatu-batu dan tanah yang sangat lengket (Kurnia dkk., 2006).
Apabila tanahnya sangat gembur, sehingga sulit diambil dengan ring atau sulit diambil bongkahannya, maka metode penggalian merupakan alternatif. Metode penetapan berat volume tanah yang akan diterangkan dalam tulisan ini adalah metode ring, metode bongkahan tanah, dan metode galian (excavation method).
2.1.1. Metode ring
Suatu ring berbentuk silinder dimasukkan ke dalam tanah dengan cara ditekan sampai kedalaman tertentu, kemudian dibongkar dengan hati-hati supaya volume tanah tidak berubah. Contoh tanah dikeringkan selama 24 jam pada suhu 105 oC, kemudian ditimbang. Metode ring tidak cocok untuk tanah yang berbatu-batu, karena sulit memasukkan ring ke dalam tanah (Kurnia dkk., 2006).
Ring dirancang sedemikian rupa, sehingga bukan hanya dapat mengambil contoh tanah, tetapi juga dapat meminimumkan kerusakan tanah serta dapat menahan tanah selama dalam pengangkutan dari lokasi pengambilan ke laboratorium. Untuk itu, biasanya ring dibuat tajam ke arah bagian dalam dan diberi tutup pada kedua ujungnya seperti terlihat di Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Model ring untuk pengambilan contoh tanah utuh
Contoh tanah yang sama masih dapat digunakan untuk penentuan konduktivitas hidrolik tanah dan distribusi ukuran pori tanah. Untuk kedua pengukuran terakhir ini dibutuhkan ring yang diameternya tidak kurang dari 7,5 cm guna mengurangi kerusakan tanah dan mengurangi proporsi bidang kontak antara ring dan tanah. Selain itu, untuk menghindari pemadatan, sebaiknya tinggi ring tidak melebihi diameternya (Kurnia dkk., 2006).
Prosedur penetapan berat volume tanah sebagai berikut:
1. Buka tutup ring dan letakkan contoh tanah dengan ringnya ke dalam suatu cawan aluminium.
2. Keringkan di dalam oven pada suhu 105 oC selama 24 jam sampai dicapai berat yang konstan. Untuk pengukuran yang lebih teliti, contoh tanah kering dimasukkan ke dalam desikator selama kurang lebih 10 menit sebelum ditimbang.
3. Timbang berat kering tanah (Ms) + berat ring (Mr) + berat cawan (Mc).
4. Tentukan volume bagian dalam ring (Vt) dan hitung Db:
(2) Vs adalah volume padatan tanah, Vw, volume zat cair dan Va, volume udara tanah. Karena menggunakan ring, Vt lebih mudah dihitung dengan r2t, dimana r adalah radius bagian dalam dari ring dan t adalah tinggi ring.
5. Apabila satuan untuk berat adalah gram (g) dan satuan untuk volume adalah cm3 maka satuan untuk Db adalah g cm-3.
6. Jika diperlukan data kadar air tanah, timbang berat tanah basah {(Ms + Mw) + berat ring (Mr) + berat cawan (Mc)} sebelum tanah dimasukkan ke dalam oven (sesudah prosedur pertama).
7. Cuci, lalu keringkan ring dan cawan di dalam oven (105oC) selama 2 – 3 jam. Timbang berat ring, Mr, dan berat cawan, Mc. Kadar air tanah (berdasarkan volume), θ, dapat dihitung dengan rumus:
(3)
Sewaktu memasukkan ring ke dalam tanah, hindari terjadinya pemadatan tanah, yang ditandai dengan lebih rendahnya permukaan tanah di dalam dan di luar lingkaran ring. Jika pengambilan contoh dilakukan pada saat tanah terlalu kering atau dengan cara dipukul menggunakan palu dilakukan terlalu keras, diperkirakan tanah akan pecah dan berserakan. Pengambil contoh tanah harus dapat menilai apakah terjadi pemadatan yang mengakibatkan volume tanah yang diambil tidak lagi sama dengan volume sebenarnya (Kurnia dkk., 2006).
2.2. Berat Jenis Tanah
Berat jenis tanah (bulk density) adalah massa tanah kering yang mengisi ruangan di dalam lapisan tanah. Berat jenis tanah dengan demikian merupakan massa per satuan tanah kering. Volume tersebut dalam hal ini mewakili ruangan dalam tanah yang terisi butir-butir tanah. Dalam sistem matrik, massa dan berat tanah di permukaan bumi secara numerik dapat dianggap sebanding. Dalam hal ini, massa dari berat tanah ditunjukkan dalam unit satuan gram, sementara volume air yang terkandung dalam tanah ditunjukkan dalam unit satuan cm3 (Asdak, 2007).
Besarnya angka berat jenis tanah bervariasi dari 0,5 pada lapisan tanah remah sampai 1,8 pada tanah pasir padat. Tanah dibawah tegakan hutan umumnya mempunyai nilai berat jenis tanah antara 0,9 dan 1,3 (Asdak, 2007). Kerapatan massa tanah (bulk density) menyatakan berat volume tanah, dimana seluruh ruang tanah diduduki butir padat dan pori yang masuk dalam perhitungan. Berat volume dinyatakan dalam massa suatu kesatuan volume tanah kering. Volume yang dimaksudkan adalah menyangkut benda padat dan pori yang terkandung di dalam tanah. Kerapatan partikel tanah menunjukkan perbandingan antara massa tanah kering terhadap volume tanah kering dengan persamaan:
ρs= …………………………………………………………………………..(4)
di mana : ρs= kerapatan partikel (gr/cm3 ) Vs= volume tanah (cm3 ).
Berat jenis partikel, ρs, adalah perbandingan antara massa total fase padat tanah Ms dan volume fase padat Vs. Massa bahan organik dan anorganik diperhitungkan sebagai massa padatan tanah dalam penentuan berat jenis partikel tanah. Berat jenis partikel mempunyai satuan Mg m-3 atau g cm-3. Penentuan berat jenis partikel penting apabila diperlukan ketelitian pendugaan ruang pori total. Berat jenis partikel berhubungan langsung dengan berat volume tanah, volume udara tanah, serta kecepatan sedimentasi partikel di dalam zat cair. Penentuan tekstur tanah dengan metode sedimentasi, perhitungan-perhitungan perpindahan partikel oleh angin dan air memerlukan data berat jenis partikel (Fahmuddin dan Setiari, 2006).
Tabel 2.1. Berat jenis dari berbagai mineral dalam tanah
Berat jenis partikel dihitung berdasarkan pengukuran massa dan volume partikel tanah. Massa padatan tanah ditentukan dengan cara menimbang contoh tanah kering oven (105oC, selama 24 jam). Volume partikel dihitung dari massa dan berat jenis zat cair yang dipisahkan oleh partikel tanah (metode piknometer) atau dari volume zat cair yang dipisahkan partikel (metode perendaman atau submersion). Kedua metode, yaitu metode piknometer dan metode perendaman mempunyai prinsip serupa. Metode ini mudah dilakukan dan memberikan hasil yang akurat bila dilakukan dengan teliti (Fahmuddin dan Setiari, 2006).
2.2.1. Metode botol Piknometer
Botol piknometer (pycnometer bottle atau density bottle) adalah sejenis botol yang mempunyai volume tertentu (Gambar 1). Penutup piknometer terbuat dari kaca yang ditengahnya mempunyai pipa kapiler. Biasanya pada botol piknometer dicantumkan volume (volume botol ditambah dengan volume pipa kapiler penutup piknometer). Bila volume piknometer tidak diketahui, volume dapat ditentukan dengan menimbang berat piknometer yang diisi penuh dengan zat cair. Volume piknometer dihitung dengan:
(5)
Vp = volume piknometer, (Mp+Mf) = massa piknometer + zat cair, Mp = massa piknometer, ρf = berat jenis zat cair.
Gambar 2.2. Botol Piknometer
Berat jenis zat cair berubah-ubah karena pengaruh suhu. Karena itu suhu zat cair pada saat pengukuran perlu ditentukan dan ρf pada suhu tertentu dapat dilihat pada buku Handbook of Chemistry and Physics. Zat cair yang biasa digunakan adalah air murni atau ethyl alcohol 95% (Fahmuddin dan Setiari, 2006).
2.3. Porositas Tanah
Pori tanah jika dalam keadaan basah seluruhnya akan terisi oleh air, baik pori mikro, pori meso ataupun pori makro. Sebaliknya pada keadaan kering, pori makro dan sebagian pori meso terisi udara. Tanah yang strukturnya gembur atau remah dengan tindakan pengolahan tanah yang intensif dan bertekstur lempung, umumnya mempunyai porositas yang besar. Porositas perlu diketahui karena merupakan gambaran aerasi dan drainase tanah (Aak, 1983).
Pori tanah adalah ruang antara butiran padat tanah yang pada umumnya pori kasar ditempati udara dan pori kecil ditempati air, kecuali bila tanah kurang. Porositas tanah adalah persentase volume tanah yang ditempati butiran padat. Faktor porositas tanah dikendalikan oleh tekstur tanah, struktur, dan kandungan bahan organik. Pada tanah berpasir, porositas tanah didominasi oleh pori makro yang berfungsi sebagai lalu lintas air sehingga infiltrasi meningkat. Sedangkan pada tanah berlempung, pori mikro lebih berperan dan daya hantar air-nya rendah sehingga infiltrasi menurun (Aak, 1983).
Bahan organik dan liat bagi agregat ta-nah berfungsi sebagai pengikat untuk ke-mantapan agregat tanah. Aktivitas akar tanaman menambah jumlah pori-pori ta-nah sehingga perkolasi semakin memba-ik. Selain itu, melalui retakan-retakan yang terbentuk oleh aktivitas akar tanam-an secara tidak langsung melalui ikatan mekanis atau biologis dan kimia oleh hu-mus dapat memantapkan agregat tanah, akibatnya laju infiltrasi menjadi meningkat. Semakin tinggi kandungan bahan organik dalam tanah, kondisi fisik tanah menjadi lebih baik bagi laju penurunan air ke dalam tanah (Aak, 1983).
Kerapatan massa berbanding terbalik dengan porositas tanah, bila kerapatan massa tanah rendah maka porositas tinggi dan sebaliknya bila kerapatan massa tanah tinggi maka porositas rendah. Pengelolaan lahan juga turut mempengaruhi proses pemadatan tanah. Dimana partikel halus akan mengisi pori tanah sehingga kerapatan massa akan semakin besar Porositas tanah atau total ruang pori dapat dirumuskan dengan persamaan sebagai berikut:
f= {1 – ρb/ ρs } 100 % (6)
di mana : f = porositas (%) ρb = kerapatan massa tanah (g/cm3 ) ρs = kerapatan partikel tanah (g/cm3 ).
Tabel 2.2. Kelas Porous Tanah
(Arsyad, 1989).
Porositas adalah porositas ruang pori total (ruang kosong) yang terdapat dalam satuan volume tanah yanag dapat ditempati oleh air dan udara, sehingga merupakan indikator kondisi drainase dan aerasi tanah. Tanah yang porous artinya tanah yang cukup mempunyai ruang pori untuk pergerakan air tanah dan udar bebas bergerak secara leluasa didalam tanah. Porositas tanah dipengaruhi oleh kandungan bahan organik, struktur tanah, dan tekstur tanah. Pori-pori tanah dapat dibedakan menjadi pori-pori tanah dibedakan menjadi pori-pori kasar dan pori-pori halus, pori-pori kasar berisi udara dan air gravitasi sedangkan pori-pori halus berisi udara atau sedangkan pori-pori halus berisi udara dan air kapiler.
Ruang pori-pori total pada tanah berpasir semakin rendah, tetapi sebagian besar dari pori-pori itu terdiri dari pori-pori yang besar dan sangat efisiensi dalam lalu lintas air maupun udara. Tanah-tanah pasir sulit menahan air sehingga tanaman cepat sekali kering, ini disebabkan karena tanah-tanah pasir mempunyai pori-pori kasar lebih banyak. Persentase volume yang ditempati oleh pori-pori kecil, dalam tanah berpasir adalah rendah, yang menunjukkan kapasitas memegang air yang rendah (Arsyad, 1989).
Faktor yang mempengaruhi porositas adalah iklim, kelembaban dan struktur tanah. Iklim, suhu, kelembaban, sifat mengembang dan mengerut sangat mempengaruhi porositas. Misalnya saja wilayah yang beriklim hujan tropis maka tingkat curah hujan pada tanah tersebut akan tinggi pada saat tanah tersebut basah maka tanah tersebut akan mengalami pengembangan dan pori tanah pada saat tersebut akan banyak terisi oleh air juga akan mempengaruhi kelembaban tanah tersebut yang nantinya akan berpengaruh pada porositasnya. Sebaliknya pada musim kemarau atau kering tanah akan mengerut dan pori tanah akan semakin besar tetapi kebanyakan akan diisi oleh udara, sehingga nantinya akan berpengaruh terhadap porositas tanah tersebut.
Porositas suatu lapisan tanah juga dipengaruhi oleh ada tidaknya perkembangan struktur granular pada tiap lapisan horizon tanah yang akan memberikan hasil porositas total yang tinggi dan dapat meningkatkan jumlah pori mikro dan pori makro suatu lapisan tanah. Sehingga, pada suatu lapisan tanah dengan struktur remah atau kersai sangat berpengaruh dalam penentuan porositas karena dengan struktur tanah tersebut umumnya mempunyai porositas yang besar.
Porositas tanah adalah kemampuan tanah dalam menyerap air. Porositas tanah erat kaitanya dengan tingkat kepadatan tanah (Bulk Density). Semakin padat tanah berarti semakin sulit untuk menyerap air, maka porositas tanah semakin kecil. Sebaliknya semakin mudah tanah menyerap air maka tanah tersebut memiliki porositas yang besar. Tinggi rendahnya porositas suatu tanah ini sangat berguna dalam menentukan tanaman yang cocok untuk tanah tersebut.
Bila suatu tanah dengan porositas rendah dalam artian sulit menyerap air, maka bila kita menanam tanaman yang tidak rakus air, akan sangat menghambat bahkan merusak. Dalam keadaan air yang lama terserap (hingga tergenang) sementara tanaman yang ditanam tidak membutuhkan banyak air justru akan menjadikan kondisi lingkungan mikro di sekitar tanaman menjadi lembab akibatnya akan mempengaruhi perkembangan penyakit tanaman. Selain itu, tanaman akan mudah rusak bila tergenang air terlalu lama, karena tanaman tersebut dalam kondisi tercekam kelebihan air yang dapat menyebabkan pembusukan akar tanaman (Arsyad, 1989).
Grossman, R. dan Reinsch. 2002. The solid phase. P: 201. Dalam Kurnia, U., Fahmuddin, A., Abdurachman, A., dan Ai, D., 2006. Sifat Fisik Tanah dan Analisisnya. Balai Besar Litbang Sumberdaya Lahan Pertanian. Departemen Pertanian.
Hanafiah, K.A, 2005. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Jakarta : PT. Raja Grafindo Persada.
Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah. Jakarta : Akademika Pressindo.
Kurnia, U., Fahmuddin, A., Abdurachman, A., dan Ai, D., 2006. Sifat Fisik Tanah dan Analisisnya. Balai Besar Litbang Sumberdaya Lahan Pertanian. Departemen Pertanian.
Putinella, J.A. 2011. Perbaikan Sifat Fisik Tanah Regosol dan Pertumbuhan Tanaman Sawi. Jurnal Budidaya Pertanian 7(1): 35.
