Bab 6 AIR TANAHPTT 101, Dasar-dasar Ilmu Tanah Foto : CHO (2002)6.1.

FUNGSI AIRPenyusun tubuh tanaman (70%-90%)Pelarut dan medium reaksi biokimiaMedium transpor senyawaMemberikan turgor bagi sel (penting untuk pembelahan sel dan pembesaran sel)Bahan baku fotosintesisMenjaga suhu tanah supaya konstan

SMN08*

SMN08*

SMN08

Siklus Air

Partikel pasirPorositas MakroAgregat Liat

AIR berada di dalam ruangan PORI (diantara MATRIKS tanah)Partikel TanahRuangan Pori Air Tanah 6.3.

SMN08*Kekuatan ikatan antara molekul air dengan partikel tanah dinyatakan dengan TEGANGAN AIR TANAH. Ini merupakan fungsi dari gaya-gaya adesi dan kohesi di antara molekul - molekul air dan partikel tanahPartikel tanahH2OAdesiKohesiAir terikat Air bebas

SMN08

Air PermukaanSumber Daya Air Air Tanah

Air Permukaan : terdapat di permukaan tanah tersebar secara tidak merata seperti sungai dan danau.Air Tanah : air yang terserap pada lapisan batu karang bawah tanah yang dikenal sebagai Aquifer (strata air dalam tanah)Air tanah sering dipompa untuk keperluan RT, industri dan pertanian sedang aquifer merupakan tempat persediaan air yang bebas dari penguapan.Aliran air mengisi kembali (recharge) air tanah selama aliran tinggi, dan sebaliknya aquifer akan memberikan air pada waktu aliran rendah di musim kering

Klasifikasi Aquifer

SMN08*Klasifikasi Air Tanah Klasifikasi Fisik:1. Air Bebas (drainase)2. Air Kapiler3. Air HigroskopisAir Bebas (Drainase):a. Air yang berada di atas kapasitas lapangb. Air yang ditahan tanah dg tegangan kurang dari 0.1-0.5 atmc. Tidak diinginkan, hilang dengan drainased. Bergerak sebagai respon thd tegangan dan tarika gravitasi bumie. Hara tercuci bersamanyaAIR KAPILER: a. Air antara kapasitas lapang dan koefisien higroskopisb. Tegangan lapisan air berkisar 0.1 - 31 atmc. Tidak semuanya tersedia bagi tanamand. Bergerak dari lapisan tebal ke lapisan tipise. Berfungsi sebagai larutan tanahAIR HIGROSKOPIS : a. Air diikat pd koefisien higroskopisb. Tegangan berkisar antara 31 - 10.000 atmc. Diikat oleh koloid tanahd. Sebagian besar bersifat non-cairane. Bergerak sebagai uap air

SMN08

SMN08*RETENSI AIR TANAH KAPASITAS RETENSI MAKSIMUM adalah: Kondisi tanah pada saat semua pori terisi penuh air, tanah jenuh air, dan tegangan matrik adalah nol.KAPASITAS LAPANG: air telah meninggalkan pori makro, mori makro berisi udara, pori mikro masih berisi air; tegangan matrik 0.1 - 0.2 bar; pergerakan air terjadi pd pori mikro/ kapilerKOEFISIEN LAYU: siang hari tanaman layu dan malam hari segar kembali, lama-lama tanaman layu siang dan malam; tegangan matrik 15 bar.Air tanah hanya mengisi pori mikro yang terkecil saja, sebagian besar air tidak tersedia bagi tanaman.Titik layu permanen, bila tanaman tidak dapat segar kembaliKOEFISIEN HIGROSKOPISMolekul air terikat pada permukaan partikel koloid tanah, terikat kuat sehingga tidak berupa cairan, dan hanya dapat bergerak dlm bentuk uap air, tegangan matrik-nya sekitar 31 bar.Tanah yg kaya bahan koloid akan mampu menahan air higroskopis lebih banyak dp tanah yg miskin bahan koloidal.

SMN08

SMN08*Status Air Tanah Perubahan status air dalam tanah, mulai dari kondisi jenuh hingga titik layu

Jenuh Kap. Lapang Titik layu 100g 8g udara Padatan Pori 100g 20g udara 100g 10 g udara 100g air 40g tanah jenuh air kapasitas lapang koefisien layu koefisien higroskopis

SMN08

SMN08*TEGANGAN &KADAR AIR PERHATIKANLAH proses yang terjadi kalau tanah basah dibiarkan mengering. Bagan berikut melukiskan hubungan antara tebal lapisan air di sekeliling partikel tanah dengan tegangan air Bidang singgung tanah dan air Koef. Koef. Kapasitaspadatan tanah higroskopis layu lapang

10.000 atm 31 atm 15 atm 1/3 atm

10.000 atmMengalir krn gravitasi

Tegangan air

1/3 atm

tebal lapisan air

SMN08

SMN08*TEGANGAN vs kadar airKurva tegangan - kadar air tanah bertekstur lempung

Tegangan air, bar

31Koefisien higroskopis

Koefisien layu

Kapasitas lapang 0.1 Kap. Lapang maksimumpersen air tanah Air kapilerAir Air tersediahigros-kopis Lambat tersedia Cepat tersedia Air gravitasi

Zone optimum

SMN08

SMN08*Klasifikasi Biologi Air tanah Klasifikasi berdasarkan ketersediaannya bagi tanaman:1. AIR BERLEBIHAN: air bebas yg kurang tersedia bagi tanaman. Kalau jumlahnya banyak berdampak buruk bagi tanaman, aerasi buruk, akar kekurangan oksigen, anaerobik, pencucian air

2. AIR TERSEDIA: air yg terdapat antara kap. Lapang dan koef. Layu. Air perlu ditambahkan untuk mencapai pertumbuhan tanaman yang optimum apabila 50 - 85% air yg tersedia telah habis terpakai.Kalau air tanah mendekati koefisien layu, penyerapan air oleh akar tanaman tdk begitu cepat dan tidak mampu mengimbangi pertumbuhan tanaman3. AIR TIDAK TERSEDIA: AIR yg diikat oleh tanah pd TITIK LAYU permanen, yaitu air higroskopis dan sebagian kecil air kapiler. KH KL KP 100 % pori 31 atm 15 atm 1/3 atm Air Air Ruang udara dan Higroskopis Kapiler air drainase

Tdk tersedia Tersedia Berlebihan Daerah Optimum

SMN08

Bentuk Air TersediaAir kapiler, terletak antara titik layu tetap (batas bawah) dan kapasitas lapangan (batas atas)Air tidak tersedia, air higroskopis (kurang dari titik layu tetap) dan air gravitasi (di atas kapasitas lapangan)

SMN08*Faktor yg mempengaruhi Air Tersedia Faktor yg berpengaruh:1. Hubungan tegangan dengan kelengasan2. Kedalaman tanah3. Pelapisan TanahTEGANGAN MATRIK : tekstur, struktur dan kandungan bahan organik mempengaruhi jumlah air yg dapat disediakan tanah bagi tanamanTEGANGAN OSMOTIK: adanya garam dalam tanah meningkatkan tegangan osmotik dan menurunkan jumlah air tersedia, yaitu menaikkan koefisien layu.Persen air Sentimeter air setiap 30 cm tanah

1018 Kap. Lapang Air tersedia

Koef. Layu 5 6Air tidak tersedia

Pasir Sandy loam Loam Silty-loam Clay-loam Liat Tekstur semakin halus

SMN08

SMN08*SUPLAI AIR ke TANAMAN Dua proses yg memungkinkan akar tanaman mampu menyerap air dlm jumlah banyak, yaitu:1. Gerakan kapiler air tanah mendekati permukaan akar penyerap2.Pertumbuhan akar ke arah zone tanah yang mengandung air

LAJU GERAKAN KAPILER

LAJU PERPANJANGAN AKAR Selama masa pertumbuhan tanaman, akar tanaman tumbuh memanjang dengan cepat, sehingga luas permukaan akar juga tumbuh terus.Jumlah luas permukaan akar penyerap yang bersentuhan langsung dengan sebagian kecil air tanah (yaitu sekitar 1-2%)

Bulu akar menyerap airJumlah air tanah berkurangTegangan air tanah meningkat

Terjadi perbedaan Tegangan dg air tanah di sekitarnya

Terjadi gerakan kapiler air menuju bulu akarLaju gerakan tgt perbedaan tegangan dan daya hantar pori tanahGerakan kapiler 2.5 cm sagt penting

SMN08

SMN08*KEHILANGAN UAP AIRDARI TANAH

HADANGAN HUJAN OLEH TUMBUHANTajuk tumbuhan mampu menangkap sejumlah air hujan, sebagian air ini diuapkan kembali ke atmosfer.Vegetasi hutan di daerah iklim basah mampu menguapkan kembali air hujan yg ditangkapnya hingga 25%, dan hanya 5% yg mencapai tanah melalui cabang dan batangnya.Awan hujanPembentukan Awan Tanah permukaanGroundwater BatuanSungai - laut presipitasi infiltrasi perkolasi Run off transpirasi evaporasi

SMN08

SMN08*Lingkaran Tanah-Air-TanamanLTAT mrpk sistem dinamik dan terpadu dimana air mengalir dari tempat dengan tegangan rendah menuju tempat dengan tegangan air tinggi.

Serapan bulu akarPenguapanHilang melalui stomata daun (transpirasi)Air kembali ke atmosfer(evapo-transpirasi)Air dikembalikan ke tanah melalui hujan dan irigasi

SMN08

SMN08*Hadangan hujan oleh tanaman semusimSekitar 5 - 25% dari curah hujan dihadang tanaman dan dikembalikan ke atmosfer.Besarnya tergantung pada kesuburan tanaman dan stadia pertumbuhan tanaman .Dari curah hujan 375 mm, hanya sekitar 300-350 mm yang mencapai tanah.Hadangan curah hujan oleh jagung dan kedelai

Keadaan hujan Persen dari curah hujan total untuk: JagungKedelai

Langsung ke tanah70.365.0Melalui batang22.8 20.4Jumlah di tanah93.185.4Yang tinggal di atmosfer 6.914.6

Sumber: J.L.Haynes, 1940.

SMN08

SMN08*Ketersediaan Air Tanah vs Evapotranspirasi

Ketersediaan air di daerah perakaran sangat menentukan besarnya evapotranspirasi.Kedalaman daerah perakaran tanaman 50 - 60 cm.Air tanah pada lapisan olah mengalami pengurangan karena evaporasi permukaan Air tanah pd lapisan bawah mengalami pengurangan karena diserap akar tanamanKedalaman tanah (cm)Evapotranspirasi (cm):JagungPadang RumputHutan

0 - 17.524.2523.4523.2717.5 - 180.020.7521.1722.25

Sumber: Dreibelbis dan Amerman, 1965.

SMN08

SMN08*

EVAPO-TRANSPIRASI

Kehilangan uap air dari tanah:1. EVAPORASI: penguapan air dari permukaan tanah2. TRANSPIRASI: Penguapan air dari permukaan tanaman3. EVAPOTRANSPIRASI = Evaporasi + TranspirasiLaju penguapan air tgt pd perbedaan potensial air = selisih tekanan uap air = perbedaan antara tekanan uap air pd permukaan daun (atau permukaan tanah) dengan atmosferFaktor Iklim dan Tanah:1. Energi Penyinaran2. Tekanan uap air di atmosfer3. Suhu4. Angin5. Persediaan air tanahAir tanahEvapotranspirasi (cm:JagungMedicago sativa

Tinggi17.724.4Sedang12.720.5

Sumber: Kelly, 1957.

SMN08

Air pada Kap. Lapangan MenguntungkanAdanya imbangan antara pori makro dg mikroSebagian besar nutrisi dalam bentuk terlarutPermukaan akar memiliki luasan terbesar untuk menjalankan proses difusi ion dan aliran masa ion

Air Membatasi PertumbuhanJumlahnya terlalu banyak (menimbulkan genangan) sering menimbulkan cekaman aerasiJumlahnya terlalu sedikit, sering menimbulkan cekaman kekeringanDiperlukan upaya pengaturan lengas tanah supaya optimum, melalui pembuatan saluran drainase (mencegah terjadinya genangan) maupun saluran irigasi (mencegah cekaman kekeringan)

Air hujan dan irigasi masuk ke tanah lewat infiltrasi, mengisi pori mikro tanah, tertahan sebagai lengasAir tanah memiliki energi kinetik dan potensialEnergi kinetik sangat rendah, bergerak sangat lambatEnergi potensial tinggi, penjumlahan dari potensial gravitasi, potensial matrik, potensial tekanan, dan potensial solut

Status air tanah digambarkan oleh kandungan lengasStatus air tanah tergantung pada tekstur dan struktur tanahTanah lempung menyimpan air lebih banyak daripada tanah pasir, kekeringan di tanah lempung terjadi lebih lambat

Kapasitas LapanganSeluruh pori mikro terisi airBatas atas air tersedia bagi tanamanDiukur berdasarkan kandungan lengas setelah tanah jenuh dibiarkan bebas terdrainasi selama 2 3 hariCara lain: ditentukan pada tanah jenuh yang mengalami tekanan pada 0.01 Mpa (pasiran) 0.033 Mpa (lempungan)

Titik Layu TetapAir yang ada berupa air higroskopisBatas bawah air tersediaDitentukan dengan mengukur kandungan lengas pada saat tanaman indikator layu, dan tidak dapat segar kembali setelah dibiarkan semalam di udara basahCara lain: dengan mengukur kandungan lengas dari tanah jenuh setelah diberi tekanan 1.5 Mpa di alat piring tekan

Titik layu tetap bukan merupakan tetapan tanah, lebih merupakan tetapan tanamanTitik layu tetap lebih tergantung pada tekanan turgor sel-sel tanaman. Tekanan turgor dipengaruhi oleh komponen osmotik daun, cuaca yang mempengaruhi transpirasi dan komponen yang mempengaruhi ketersediaan air tanahTidak ada batas bawah ketersediaan air yang tegas untuk berbagai tanaman

Genangan Kandungan lengas tanah di atas kapasitas lapanganMenimbulkan dampak yang buruk terhadap pertumbuhan dan hasil tanamanDampak genangan: menurunkan pertukaran gas antara tanah dan udara yang mengakibatkan menurunnya ketersediaan O2 bagi akar, menghambat pasokan O2 bagi akar dan mikroorganisme (mendorong udara keluar dari pori tanah maupun menghambat laju difusi)

Pada kondisi genangan, < 10% volume pori yang berisi udaraSebagian besar tanaman pertumbuhan akarnya terhambat bila < 10% volume pori yang berisi udara dan laju difusi O2 kurang dari 0.2 ug/cm2/menitKeadaan lingkungan kekurangan O2 disebut hipoksia, dan keadaan lingkungan tanpa O2 disebut anoksia (mengalami cekaman aerasi)

Kondisi anoksia tercapai pada jangka waktu 6 8 jam setelah genangan, karena O2 terdesak oleh air dan sisa O2 dimanfaatkan oleh mikroorganismePada kondisi tergenang, kandungan O2 yang tersisa di tanah lebih cepat habis bila ada tanamanLaju difusi O2 di tanah basah 20000 kali lebih lambat dibandingkan di udaraLaju penurunan O2 dipengaruhi oleh tekstur tanah

Pada tanah pasiran, kehabisan O2 terjadi pada 3 hari setelah tergenang sedangkan pada tanah lempungan terjadi < 1 hari, porositas lempungan lebih rendah daripada pasiranPenurunan O2 dipercepat oleh keberadaan tanaman di lahan, akar tanaman menyerap untuk respirasiAkar tanaman legum berbintil memerlukan O2 enam kali lebih banyak dibandingkan yang dibuang bintilnya (30 : 4.3 ul O2/g/menit)

Genangan selain menimbulkan penurunan difusi O2 masuk ke pori juga akan menghambat difusi gas lainnya, misal keluarnya CO2 dari pori tanah. CO2 terakumulasi di pori, pada tanah yang baru saja tergenang 50% gas terlarut adalah CO2, sebagian tanaman tidak mampu menahan keadaan tersebutdampak kelebihan konsentrasi CO2 mempunyai pengaruh lebih kecil dibandingkan defisiensi O2

Genangan mempengaruhi sifat fisik, kimia, dan biologi tanahStruktur tanah rusak, daya rekat agregat lemah, penurunan potensial redoks, peningkatan pH tanah masam, penurunan pH tanah basa, perubahan daya hantar dan kekuatan ion, perubahan keseimbangan haraTanaman yang tergenang menunjukkan gejala klorosis khas kahat NKekahatan N terjadi karena penurunan ketersediaan N maupun penurunan penyerapannya

Pada kondisi tergenang ketersediaan N dalam bentuk nitrat sangat rendah karena proses denitrifikasi, nitrat diubah menjadi N2, NO, N2O, atau NO2 yang menguap ke udaraPada proses denitrifikasi, nitrat digunakan oleh bakteri aerob sebagai penerima elektron dalam proses respirasiGenangan berdampak negatif terhadap ketersediaan N, tetapi ada pula keuntungan dari timbulnya genangan yaitu peningkatan ketersediaan P, K, Ca, Si, Fe, S, Mo, Ni, Zn, Pb, Co

Genangan berpengaruh terhadap proses fisiologis dan biokimiawi antara lain respirasi, permeabilitas akar, penyerapan air dan hara, penyematan NGenangan menyebabkan kematian akar di kedalaman tertentu dan hal ini akan memacu pembentukan akar adventif pada bagian di dekat permukaan tanah pada tanaman yang tahan genanganKematian akar menjadi penyebab kekahatan N dan cekaman kekeringan fisiologis

Pada tanaman legum, genangan tidak hanya menghambat pertumbuhan akar maupun tajuk juga menghambat perkembangan dan fungsi bintil akarFungsi bintil akar terganggu karena terhambatnya aktifitas enzim nitrogenase dan pigmen leghaemoglobin, kemampuan fiksasi N2 akan menurunTanaman kedelai termasuk tanaman yang tahan genangan, mampu membentuk akar adventif dan bintil akar pada akar tersebut, efek genangan akan hilang begitu akar adventif terbentuk

Pengaruh genangan pada tajuk tanaman: penurunan pertumbuhan, klorosis, pemacuan penuaan, epinasti, pengguguran daun, pembentukan lentisel, penurunan akumulasi bahan kering, pembentukan aerenkim di batang.Besarnya kerusakan tanaman sebagai dampak genangan tergantung pada fase pertumbuhan tanaman. Fase yang peka genangan: fase perkecambahan, fase pembungaan, dan pengisian Genangan pada fase perkecambahan menurunkan jumlah biji yang berkecambah (perkecambahan sangat memerlukan O2)Genangan yang terjadi pada fase pembungaan dan pengisian menyebabkan banyak bunga dan buah muda gugur

KEKERINGANKekeringan menimbulkan cekaman bagi tanaman yang tidak tahan keringKekeringan terjadi jika lengas tanah lebih rendah dari titik layu tetapKondisi di atas timbul karena tidak adanya tambahan lengas baik dari air hujan maupun irigasi sementara evapotranspirasi tetap berlangsung

Cekaman kekeringan dapat dibagi ke dalam tiga kelompok yaitu:Cekaman ringan :jika potensial air daun menurun 0.1 Mpa atau kandungan air nisbi menurun 8 10 %Cekaman sedang: jika potensial air daun menurun 1.2 s/d 1.5 Mpa atau kandungan air nisbi menurun 10 20 %Cekaman berat: jika potensial air daun menurun >1.5 Mpa atau kandungan air nisbi menurun > 20%Apabila tanaman kehilangan lebih dari separoh air jaringannya dapat dikatakan bahwa tanaman mengalami kekeringan

Pertumbuhan dan hasil tanaman tidak hanya dipengaruhi oleh cekaman kekeringan, merupakan hasil integrasi dari semua pengaruh cekaman pada proses fotosintesis, respirasi, metabolisme pertumbuhan, dan reproduksiProses fisiologis untuk mengetahui dampak kekeringan yang dapat diukur: tekanan turgor, bukaan stomata, laju metabolisme, kerusakan enzim, dan kerapatan akar

Faktor yang mempengaruhi penurunan pertumbuhan secara langsung bukan potensial air, tetapi potensial osmotik atau tekanan turgor.Tekanan turgor sel tanaman akan mempengaruhi aktivitas fisiologis antara lain pengembangan daun, bukaan stomata, fotosintesis, dan pertumbuhan akar

Pada tanaman yang tahan cekaman kekeringan, tekanan turgor daun tetap dipertahankan meskipun kandungan lengas tanah maupun air jaringan menurun. Hal ini terjadi melalui penurunan potensial osmotik daun yang disebut penyesuaian osmotikPenyesuaian osmotik dapat dilakukan melalui akumulasi atau sintesis zat terlarut yang menurunkan potensial solut dan mempertahankan turgor sel

Zat yang sering dihasilkan tanaman untuk penyesuaian osmotik pada tanaman yang tahan cekaman kekeringan adalah senyawa prolin yang terakumulasi di jaringan daunKandungan prolin pada daun yang mengalami cekaman kekeringan 10 100 kali lipat dibandingkan tanaman yang kecukupan airPada tanaman yang mengalami cekaman, prolin merupakan komponen asam amino terbesar dalam jaringan (30% dari total nitrogen terlarut)

Peranan prolin: sebagai penampung nitrogen dari berbagai senyawa nitrogen yang berasal dari kerusakan protein, sebagai senyawa pelindung untuk mengurangi pengaruh kerusakan cekaman air di sel. Begitu tanaman terlepas dari cekaman air, senyawa prolin akan segera terdegradasi menjadi glutamatCekaman air mampu menurunkan LAB sampai 50%, terutama terjadi karena penurunan laju fotosintesis

SMN08*LAJU GERAKAN AIR TANAH Kecepatan gerakan air dlm tanah dipengaruhi oleh dua faktor:1. Daya dari air yang bergerak2. Hantaran hidraulik = Hantaran kapiler = daya hantar

i = k.fdimana i = volume air yang bergerak; f = daya air yg bergerak dan k = konstante.Daya air yg bergerak = daya penggerak, ditentukan oleh dua faktor:1. Gaya gravitasi, berpengaruh thd gerak ke bawah2. Selisih tegangan air tanah, ke semua arahGerakan air semakin cepat kalau perbedaan tegangan semakin tinggi.

Hantaran hidraulik ditentukan oleh bbrp faktor:1. Ukuran pori tanah2. Besarnya tegangan untuk menahan airPada gerakan jenuh, tegangan airnya rendah, shg hantaran hidraulik berbanding lurus dengan ukuran poriPd tanah pasir, penurunan daya hantar lebih jelas kalau terjadi penurunan kandungan air tanahLapisan pasir dlm profil tanah akan menjadi penghalang gerakan air tidak jenuh

SMN08

SMN08*Gerakan air tanah

Gerakan air tanah dipengaruhi oleh kandungan air tanah

cPenetrasi air dari tnh basah ke tnh kering(cm) 18Tanah lembab, kadar air awal 29%

Tanah lembab, kadar air awal 20.2%

Tanah lembab, kadar air awal 15.9%

0 26 156Jumlah hari kontak, hari

Sumber: Gardner & Widtsoe, 1921.

SMN08

SMN08*Gerakan Air Tanah Tidak Jenuh Gerakan tidak jenuh = gejala kapilaritas = air bergerak dari muka air tanah ke atas melalui pori mikro.Gaya adhesi dan kohesi bekerja aktif pada kolom air (dalam pri mikro), ujung kolom air berbentuk cekung.Perbedaan tegangan air tanah akan menentukan arah gerakan air tanah secara tidak jenuh.Air bergerak dari daerah dengan tegangan rendah (kadar air tinggi) ke daerah yang tegangannya tinggi (kadar air rendah, kering).Gerakan air ini dapat terjadi ke segala arah dan berlangsung secara terus-menerus.Pelapisan tanah berpengaruh terhadap gerakan air tanah.Lapisan keras atau lapisan kedap air memperlambat gerakan air Lapisan berpasir menjadi penghalang bagi gerakan air dari lapisan yg bertekstur halus.Gerakan air dlm lapisan berpasir sgt lambat pd tegangan

SMN08

SMN08*Gerakan Jenuh (Perkolasi) Air hujan dan irigasi memasuki tanah, menggantikan udara dalam pori makro - medium - mikro. Selanjutnya air bergerak ke bawah melalui proses gerakan jenuh dibawah pengaruh gaya gravitasi dan kapiler.Gerakan air jenuh ke arah bawah ini berlangsung terus selama cukup air dan tidak ada lapisan penghalang

Lempung berpasir Lempung berliat

cm 0

15 mnt4 jam 30 60

90 1 jam24 jam

120 24 jam48 jam

150 30 cm 60 cm Jarak dari tengah-tengah saluran, cm

SMN08

SMN08*PERKOLASI

Jumlah air perkolasiFaktor yg berpengaruh:1. Jumlah air yang ditambahkan2. Kemampuan infiltrasi permukaan tanah3. Daya hantar air horison tanah4. Jumlah air yg ditahan profil tanah pd kondisi kapasitas lapangKeempat faktor di atas ditentukan oleh struktur dan tekstur tanah

Tanah berpasir punya kapasitas ilfiltrasi dan daya hantar air sangat tinggi, kemampuan menahan air rendah, shg perkolasinya mudah dan cepatTanah tekstur halus, umumnya perkolasinya rendah dan sangat beragam; faktor lain yg berpengaruh:1. Bahan liat koloidal dpt menyumbat pori mikro & medium2. Liat tipe 2:1 yang mengembang-mengkerut sangat berperan

SMN08

SMN08*GERAKAN UAP AIR Penguapan air tanah terjadi internal (dalam pori tanah) dan eksternal (di permukaan tanah)Udara tanah selalu jenus uap air, selama kadar air tanah tidak lebih rendah dari koefisien higroskopis (tegangan 31 atm).

Mekanisme Gerakan uap airDifusi uap air terjadi dlm udara tanah, penggeraknya adalah perbedaan tekanan uap air.Arah gerapan menuju ke daerah dg tekanan uap rendah

Pengaruh suhu dan lengas tanah terhadap gerapan uap air dalam tanah

Lembab Dingin Kering Dingin

Kering Panas Lembab Panas

SMN08

SMN08*RETENSI AIR TANAH KAPASITAS RETENSI MAKSIMUM adalah: Kondisi tanah pada saat semua pori terisi penuh air, tanah jenuh air, dan tegangan matrik adalah nol.KAPASITAS LAPANG: air telah meninggalkan pori makro, mori makro berisi udara, pori mikro masih berisi air; tegangan matrik 0.1 - 0.2 bar; pergerakan air terjadi pd pori mikro/ kapilerKOEFISIEN LAYU: siang hari tanaman layu dan malam hari segar kembali, lama-lama tanaman layu siang dan malam; tegangan matrik 15 bar.Air tanah hanya mengisi pori mikro yang terkecil saja, sebagian besar air tidak tersedia bagi tanaman.Titik layu permanen, bila tanaman tidak dapat segar kembaliKOEFISIEN HIGROSKOPISMolekul air terikat pada permukaan partikel koloid tanah, terikat kuat sehingga tidak berupa cairan, dan hanya dapat bergerak dlm bentuk uap air, tegangan matrik-nya sekitar 31 bar.Tanah yg kaya bahan koloid akan mampu menahan air higroskopis lebih banyak dp tanah yg miskin bahan koloidal.

SMN08

Berapa banyaknya air dalam tanah ?Kadar Air w (massa)= Ma/Mp kg kg-1 q (volume)= Va/Vt m3 m-3 t (tebal)= Ta/Tt mm m-1Ma=massa air Mp = massa padatanVa =volume airVt = volume tanahTa =tebal airTt = tebal tanah6.4.

Bagaimana air bisa tinggal dalam ruangan pori ?Air diikat oleh partikel (padatan) dan air oleh gaya adhesi dan kohesi6.5.KAPILARITAS

Air mengalir Aliran permukaan terjadi karena gaya gravitasi Apakah air selalu mengalir ke bawah ? 6.6.gravitasi

Menyiram tanaman melalui selokan ..Air diberikan lewat selokanAir membasahi permukaan Air juga bisa mengalir ke atas . . . . .6.7.

KapilaritasAir bisa mengalir naik melalui ruang pori tanah secara kapiler, disebabkan oleh gaya-gaya adhesi dan kohesi6.8.

Potensial Air AIRgravitasiAKARLARUTAN TANAHPARTIKEL TANAHosmotikmatriksabsorpsiPUSAT BUMI6.9.

Potensial Air - YPotensial gravitasiPotensial matriksPotensial TotalPotensial osmotikYt = Yg + Ym + Yo6.10.

Gaya Kapiler (matriks) Pori yang halus menahan air ditahan dengan energi yang lebih besarh = 0.15/rg = tegangan permukaana = sudut kontakr = jari-jari pipa (pori)r = berat jenis airg = gravitasi6.11.

Gaya OsmotikAir mengalir melewati selaput semi-permeabel6.12.

Konsep Energiperbedaan enerji bebas menyebabkan pergerakan H2O Air mengalir dari energi tinggi ke enerji rendahtanah basahtanah keringpori kasarpori kasarenerji H2O lebih tinggienerji H2O lebih tinggiAliran H2O6.13.

6.14.Potensial GravitasiKetinggian air dari rujukanPotensial MatriksAdesi & kohesi padatanLevel EnerjiRujukanAir murni pada posisi tetapPotensial OsmotikKonsentrasi larutan tanah+0-

Satuan Pengukuran Air TanahKadar Air Tanah : Kadar Air massa kg kg-1Kadar Air Volume m3 m-3Tebal AirmmPotensial Air TanahPotensial per massaJ kg-1Potensial per volumeN m-2 = PaPotensial per beratm6.15.

Konversi Satuancm H2ObarskPa pF 300 -0.3-302,5 1.000 -1-1003,0 10.000-10-10004,0 15.000-15-15004.21 atm = 760 mm Hg = 1020 cm H2O = 1 bar = 100 KPapF = logaritma tekanan air dalam satuan cm H2O6.16.

Kadar Air dan Potensial AirTanah jenuh = jumlah air banyakPotensial rendahAir mudah dilepaskanTanah kering = jumlah air sedikit Potensial kuat (nilai makin negatif)Air sulit dilepaskan6.17.

Kadar Air dan Potensial AirSemakin kering tanah semakin kuat potensial air tanah :Ada hubungan antara Kadar Air vs PotensialHubungan berbentuk semi-logaritmikDisebut :Kurva Karakteristik Air TanahKurva pF 6.18.

Kurva pF : Pengaruh Tekstur Tanah6.19.

Tanah beragregatKadar Air (%)Tekanan Air (bars)0-100tanah mampatKurva pF : Pengaruh Struktur Tanah6.20.

Histeresis0-1000.56.21.

Air Tanah : Klasifikasi dan KetersediaanFISIKBIOLOGI0.0- 30-15- 0.3gravitasikapileruaptdk tersedia (drainase)tersediatdk tersediay (bars)6.22.

Kapasitas Menahan AirProsentase Air (Kadar air volume, q)TEKSTURKapasitasKoefisien AirTANAHLapangan Higroskopis KapilerLempung berpasir12 3 9Lempung berdebu301020Liat351817

Tekanan (atm = bar) - 0,3 - 31 (-0,3)(-31)6.23.Bandingkan istilah2 ini dengan klasifikasi air secara fisik & biologi !Kapasitas beberapa tanah dalam menahan air

Air Tanah dan Tanaman Air tanah terikat dalam berbagai tingkat kekuatan (potensial)Tanaman menyerap air melalui akar dengan kekuatan isap maksimum Air tanah dapat diserap akar bila kekuatan isap akar lebih besar dari kekuatan ikatan matriksFakta :Konsekuensinya :AIR TERSEDIA BAGI TANAMAN6.24.

Ketersediaan Air bagi TanamanTitik Layu :Air tinggal sedikit diikat sangat kuat sehingga akar tidak bisa menyerapnya (tanaman menunjukkan gejala layu)Kapasitas Lapangan :air yang tidak mengalir ke bawah lagi tetapi diam dalam ruangan poriAir Drainasi :Setelah hujan atau penggenangan, air masih mengalir ke bawah (drainasi)6.25.

Hubungan Air dan AkarKedalaman Panjang Akar (km m-3)(cm)Tidak DiairiDiberi Air00-16768916-32303732-48212748-6414166.26.Brown et al., 1985Perakaran tanaman KEDELE yang ditanam pada tanah lempung berdebu

Hubungan Air dan AkarKedalaman Prosen massa Akar (%)(cm)00-30 cm30-180 cmKedele7129Jagung6436Sorghum8614

6.27.Mayaki et al., 1976Distribusi akar 3 jenis tanaman yang ditemukan pada dua lapisan tanah

Mengukur Kadar Air TanahGravimetrik : Timbang Tanah (Padatan + Air) = G1Keringkan dan Timbang (Padatan) = G2Hitung kadar air (w) w =G1 G2G2(g g-1)6.28.

Alat-alat untuk Mengukur Air TanahGypsum BlockElektroda (Resistensi)Sinar GammaSinar NeutronTensiometerTDR (Time Domain Reflectometer)6.29.Neutron Probe

Aliran Air dalam Tanah3 macam Aliran Air dalam TanahAliran jenuh (saturated flow)Aliran tidak jenuh (unsaturated flow)Aliran uap air (vapor flow)Prinsip Aliran (hukum Darcy) :q = - k Air mengalir karena ada perbedaan tekanan antara dua titik (dY/ds)Aliran air melalui pori-pori tanah, memiliki sifat daya hantar berbeda-beda (k)6.30.ds dY

6.31.

HpiHgiHinlet= Hpi + HgiReference levelsoilHpoHgoHo = Hpo + HgoDHDH= Hinlet - Houtlet = Hpi - HpoSaturated Flow- Horizontal ColumnL6.32.

H1LinletReference plainoutletHi = H1 + LHo = 0 + 0Saturated Flow- Vertical ColumnDH = H1 + L6.1.6.33.

6.34.

6.35.

6.36.Aliran Tidak Jenuh : Pengaruh Tekstur Tanah

6.14.Potensial GravitasiKetinggian air dari rujukanPotensial MatriksAdesi & kohesi padatanLevel EnerjiRujukanAir murni pada posisi tetap

Potensial OsmotikKonsentrasi larutan tanah+0-

*Pertumbuhan dan produksi tanaman sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan tempat tumbuh tanaman tersebut, faktor lingkungan tersebut diantaranya:a.iklimb.tanahc.genetikd. (a dan b) betule.(a, b, dan c) betul32.Tanah yang subur akan menghasilkan:Pertumbuhan baik, produksi baikPertumbuhan baik, produksi belum tentu baikPertumbuhan belum tentu baik, produksi baikPertumbuhan dan produksi belum tentu baikSalah semua33. Fungsi tanah dalam mendukung pettumbuhan tanaman antara lain menyediakan ....., kecuali:a.Oksigenb.Airc.cahayad.Tunjangan mekanike.Unsur hara34. Tanah terdiri dari 4 komponen utama yaitu ...., kecuali:a.Unsur harab.Airc.Minerald.Bahan organike. Udara35. Komposisi 4 komponen tersebut dalam tanah yang ideal untuk pertumbuhan tanaman adalah (komponen sesuai urutan di soal nomor 4):a. 25%; 25%, 45%, 5%b.25%; 45%; 5%; 25%c.20%; 40%; 10%; 30%d. 25%; 40%; 25%; 10%e.30%; 45%; 5%; 20%

*36. Komposisi komponen tanah di bawah ini (urutan komponen seperti soal no 4) menggambarkan adanya proses pemadatan yang terjadi (jawaban dapat lebih dari satu):a. 20%; 55%, 5%, 20%b.25%; 45%; 5%; 25%c.20%; 40%; 10%; 30%d.25%; 40%; 25%; 10%e.30%; 45%; 5%; 20%37. Apabila terjadi proses pemadatan seperti soal nomor 6, maka akar tanaman akan kekurangan:a.Oksigenb.Airc.cahayad.Bahan organike.Unsur hara38. Unsur hara yang dibutuhkan tanaman dapat digolongkan menjadi unsur hara esensial dan fungsional. Unsur hara fungsional adalah:Fungsinya sama dengan unsur esensialDibutuhkan tanaman tetapi tidak jelas fungsinyaDibutuhkan tanaman tetapi tidak esensial fungsinya(a dan b) betul(b dan c) betul39. Salah satu fungsi tanah adalah menyediakan:a.Semua unsur hara esensialb,Sebagian unsur hara esensialc.Semua unsur hara esensial dan fungsionald.Sebagian unsur hara esensial dan sebagian unsur fungsionale. Salah semua40. Kelompok unsur hara di bawah ini mencantumkan semua unsur hara makro:a.Ca, Mg, S, N, P, K, Feb.C, H, O, N, P, Kc.S, Ca, Mg, K, N, P, C, H, Od.N, P, K, Ca, Mg, Se.N, P, K, Ca, Mg, Fe, Na, Cu

*41. Unsur-unsur di bawah ini termasuk unsur esensial yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah sedikit:a.Ca, Mg, S, N, P, K, Feb.C, H, O, N, P, Kc.S, B, C, Cu, Cl, Fed.S, Cl, Cu, Mn,(Ni), Fee.Cl, Mo, Mn, (Na), Cu, B42. Unsur hara biasanya tersedia atau dapat diserap tanaman dalam bentuk: a.Kationb.Anionc.Kompleks Kationd.Kompleks Anione.Betul semua43. Sebagai contoh, unsur fosfor diserap dalam bentuk:a.P+5b.HPO42-c.H2PO41-d.(a dan b) betule.(b dan c) betul44. Di bawah ini adalah bentuk-bentuk Nitrogen tersedia, kecuali:a. N2b.NH4+c.NO2-d.NO3-e.Betul semua45. Pada umumnya jumlah unsur makro dalam tanah .............. di daerah basah/lembab dibandingkan di daerah kering:a.sama besar, kecuali Cab.Lebih banyakc.lebih sedikitd.Lebih banyak, kecuali C dan Ne.Lebih sedikit, kecuali C dan N

6.1.*SMN08*SMN08***6.3.SMN08***SMN08*SMN08*SMN08*SMN08*SMN08*SMN08**SMN08*SMN08*SMN08*SMN08*SMN08*SMN08*SMN08*************************SMN08*SMN08*SMN08*SMN08*SMN08*SMN08*SMN08*