Hubungan AntaraTanah - Air - Tanaman

Oleh :I Gede Widi Hariarta

Hamdan

Pendahuluan

• Tanah menentukan bagaimana air irigasi harus dikelola. Jumlah air tanah dapat ditahan oleh akar tanaman di dalam tanah. Jumlah air tanah ini dapat menentukan lamanya waktu hidup tanaman dan air tanah tersebut dapat bertahan dengan bantuan irigasi dan / atau curah hujan

Tekstur Tanah

• Tekstur tanah mengacu pada ukuran partikel atau butiran, lumpur dan tanah liat. Tanah bertekstur halus umumnya menahan lebih banyak air daripada tanah bertekstur kasar.

• Tekstur Tanah dibagi mnjdi beberapa bagian :– Pasir– Liat Berpasir– Tanah Liat berlumpur– Lempung– Liat Lempung– Liat Cahaya– Liat Berat– Tanah Organik

• Pasir : Dapat dengan mudah dilihat dan dirasakan . Dapat diremas ketika lembab, dan dapat berbentuk. Akan tetapi hancur jika disentuh.

• Liat Berpasir : Berisi persentase yang tinggi dari pasir , namun memiliki cukup lumpur dan tanah liat untuk membuatnya agak koheren.

• Tanah Liat Berlumpur : Tanah dapat dibentuk dengan cara menggulingkan agar menjadi pendek, dan berbentuk silinder tebal.

• Lempung : Memiliki campuran antara pasir , debu dan liat . Agak terasa berpasir, tapi cukup halus.

• Liat lempung : Adapun lempung , meskipun tanah bisa ditekuk menjadi U , tanpa mengalami kerusakan atau patah.

• Liat cahaya : Tanah halus bertekstur, yang biasanya membentuk benjolan atau gumpalan saat kering dan sangat lengket dan seperti plastik saat basah . Tanah bisa ditekuk ke dalam sebuah lingkaran dan menunjukkan keretakan

• Liat berat : Tanah bisa ditekuk ke dalam sebuah lingkaran tanpa menampilkan retak .• Tanah organik : Mengandung bahan organik dari 20 - 95 % . Mereka diklasifikasikan

pada tingkat dekomposisi organik . Tanahnya terasa berserat.

Struktur Tanah

• Struktur tanah adalah susunan partikel tanah yang bergabung satu dengan yang lainnya yang membentuk agregasi. Unit-unit ini dipisahkan satu sama lain melalui siklus pembasahan dan pengeringan dan siklus pembekuan dan pencairan.

Jenis Struktur TanahJenis struktur tanah dan Pergerakan air ke bawah (Sumber: USDA, 1997)

Butiran tunggal Bergumpal / kubus Berpelat / lempeng

Berbutir Berbentuk prisma Besar

Deras Sedang Lambat

Potensi Air Tanah

• Potensi air mengukur kemampuan air tanah untuk bergerak . Potensi air penting untuk setiap proses di mana air tanah bergerak , seperti infiltrasi dan redistribusi dalam tanah atau kehilangan air dari tanah oleh penguapan dan serapan tanaman .

• Adapun empat komponen potensi air tanah seperti :– Potensial Matrik– Potensi Zat Terlarut– Potensial Gravitasi– Potensi Tekanan

Potensial Matrik

• Molekul air dapat membentuk ikatan hidrogen dengan permukaan mineral tanah ( adsorpsi ) serta dengan air lainnya molekul ( kohesi ) . Di tanah , kekuatan serap dipengaruhi oleh permukaan mineral tanah dan air tanah . Penurunan potensial air disebabkan oleh adsorpsi air pada permukaan tanah disebut komponen potensial matrik air tanah. Potensial matrik selalu negatif atau nol ( dalam tanah jenuh ).

Potensi Zat Terlarut

• Zat terlarut yang mengurangi energi potensial air disebut larutan osmotik aktif. Penurunan energi potensial zat terlarut muncul sebagian dari pembentukan ikatan kimia antara zat terlarut dan molekul air . Potensi osmotik selalu negatif atau nol , karena zat terlarut hanya dapat menurunkan energi potensial air .

Potensial Gravitasi

• Kenaikan atau penurunan potensi air tanah yang disebabkan oleh perubahan elevasi disebut potensi gravitasi air . Tanah ( atau tanaman) air yang terletak di ketinggian di atas ketinggian referensi yang ditentukan akan memiliki potensial gravitasi positif . air yang terletak bawah elevasi referensi tertentu akan memiliki potensial gravitasi negatif .

Potensi Tekanan

• Perubahan potensial air yang disebabkan oleh tekanan dari luar atau sedotan ke air tanah disebut komponen potensi tekanan air. Tekanan dapat berasal dari beberapa sumber , tapi sumber utama dari tekanan ini adalah air tergenang, Air yang sering tergenang pada permukaan tanah selama irigasi atau hujan lebat . Jika tidak ada genangan air di tanah , maka terjadi tekanan atmosfer . Ketika air tergenang di tanah, tekanan yang digunakan adalah meningkat sebesar berat air tergenang .

Pergerakan Air Dalam Tanah

• Infiltrasi adalah proses masuk air ke tanah dari permukaan. Air masuk ke tanah melalui pori-pori , retakan , lubang cacing dan lubang akar busuk, dan melalui rongga lahan yang diolah. Air yang telah terserap dapat juga menguap dari permukaan tanah, dapat juga hilang karena tanaman yang mana diserap oleh akar tanaman dan juga berkontribusi pada air tanah. Jika tanah sudah jenuh maka air akan tergenang dan juga akan menjadi limpasan.

Infiltrasi• Kadar air tanah : pada tanah kering dan tanah basah, akan memiliki perbedaan

besar dalam penyimpanan air. Tanah kering dapat menyimpan air lebih banyak daripada tanah yang awalnya basah . permukaan tanah akan menjadi jenuh jika digunakan sebagai irigasi atau mendapatkan curah hujan terus menerus, dan tanah tersebut akan susah diidentifikasi apakah tersebut basah atau kering.

• Penyegelan Tanah : Pembentukan lapisan tipis di tanah permukaan yang mana mengurangi laju masuknya air melalui permukaan . Lapisan ini hasil dari gangguan dalam struktur tanah yang disebabkan oleh hujan dan air yang mengalir di atas permukaan tanah . Pengolahan ringan dapat membantu untuk menghancurkan segel. Sealing dapat dicegah dengan melindungi permukaan tanah dengan mulsa .

• Pemadatan : Kegiatan Budidaya dapat menyebabkan pemadatan dan cekungan yangdalam jika mereka dilakukan saat tanah terlalu basah . Cekungan ini menghambat gerakan air dan mengurangi laju infiltrasi . Membajak akan membantu untuk meningkatkan gerakan air . Persiapan lahan sementara akan meningkatkan laju infiltrasi .

• Bahan organik : fraksi organik tanah . Ini termasuk tanaman dan hewan residu yang telah ter-dekomposisi. Bahan organik secara langsung mempengaruhi struktur tanah , kondisi tanah, berat volume tanah , infiltrasi air, pertumbuhan tanaman dan perkembangan akar , permeabilitas , kapasitas air yang tersedia , aktivitas biologis , ketersediaan oksigen , ketersediaan hara , serta yang lainnya.

• Salinitas : Ketika garam menumpuk di tanah , mereka akan mempengaruhi dan memperburuk beberapa sifat tanah . Pencucian garam keluar dari profil tanah akan membantu untuk mempertahankan struktur tanah dan laju infiltrasi .

• Tanah retak : Infiltrasi berubah selama terdapat air , biasanya menjadi lebih lambat dengan waktu yang telah berlalu . Jalur alirannya seperti retak dan lubang cacing , pengaruh infiltrasi dan permeabilitas . Kualitas air misalnya sedimen tersuspensi , sodisitas dan SAR , akan mempengaruhi infiltrasi karena mereka mempengaruhi tegangan permukaan air .

• Kedalaman tanah : kedalaman tanah adalah jarak dari permukaan tanah ke batuan dasar, atau lapisan yang membatasi pertumbuhan akar . Semakin dalam akar tanaman , maka semakin banyak air tanah yang tersedia bagi tanaman .

• Water table: Water table dapat menjadi penghalang akar karena pasokan oksigen terbatas . Air tanah dangkal dapat menyediakan semua kebutuhan air pada tanaman musiman . Air harus dari kualitas tinggi , bebas garam dan berada di ketinggian tetap. Water table harus dikontrol untuk menyediakan air sesuai dengan kebutuhan tanaman .

• Lereng , atau bidang gradien , adalah kemiringan tanah permukaan dari horizontal , dinyatakan sebagai persentase . Misalnya , 2 % kemiringan berarti kenaikan 2 m atau jatuh 100 m jarak horizontal . Dalam perencanaan sistem irigasi , kemiringan penting dalam menentukan jenis sistem irigasi terbaik. Hal ini penting dalam menentukan optimal dan tingkat aplikasi air maksimum ( atau aliran arus ) .

• Erodability Tanah : The erodability tanah harus dipertimbangkan dalam tahap

perencanaan sistem irigasi . Tingkat dan Metode di mana air diterapkan harus dikontrol sehingga bahwa hal itu tidak akan menyebabkan limpasan berlebihan dan erosi . faktor mempengaruhi erosi tanah , seperti ukuran aliran untuk permukaan, penyimpanan tanah karena residu , kolam mikro dan penutup vegetatif , tidak berhubungan dengan sifat-sifat tanah . Bahaya erodability untuk irigasi memperhitungkan faktor-faktor berikut : struktur tanah , permeabilitas , bahan organik , lumpur dan pasir halus , dan kemiringan .

Perkolasi Dalam dan Limpasan Permukaan

• Perkolasi adalah jumlah air yang masuk sampai ke dalam zona akar , di mana air tidak tersedia untuk tumbuh tanaman. Tingkat perkolasi ditentukan oleh permeabilitas tanah atau konduktivitas hidrolik . Kedua istilah ini menggambarkan kemudahan tanah dalam memindahkan air . Air merembes terutama melalui pori-pori besar di dalam tanah , Oleh karena perkolasi tergantung pada jumlah relatif dan kontinuitas pori-pori ini . Tanah dengan porositas tinggi dan tekstur kasar terbuka memiliki konduktivitas hidrolik tinggi . untuk dua tanah dengan porositas total yang sama , tanah dengan kecil pori-pori memiliki konduktivitas lebih rendah dari tanah dengan pori-pori besar , karena resistensi terhadap aliran lebih besar pada pori-pori kecil .

Penipisan

• Air tanah bisa habis melalui evapotranspirasi . Evapotranspirasi akan tergantung pada ketersediaan air tanah. Meskipun air secara teoritis tersedia sampai titik layu, serapan air tanaman berkurang baik sebelum titik layu tercapai. Ketika tanah adalah cukup basah, maka tanah akan memberikan air secara cepat untuk memenuhi permintaan dari tanaman. Kadar air tanah menurun, air menjadi lebih kuat terikat pada tanah dan lebih sulit untuk diekstrak.

Kedalaman Zona Akar Efektif

• Selain air tanaman dan persyaratan irigasi dan tanah , kedalaman zona akar merupakan parameter yang harus dipertimbangkan ketika mempersiapkan jadwal irigasi . Sebagai aturan , bagi sebagian besar tanaman, penyerapan air 40 % berlangsung di kuartal pertama dari Total kedalaman perakaran , 30 % di kuartal kedua , 20 % di kuartal ketiga dan 10 % di kuartal keempat. Menurut FAO ( 1984) , ETc tidak terpengaruh pada perakaran dengan kedalaman sangat terbatas , kondisi pertumbuhan yang baik, termasuk ketersediaan air , nutrisi , tanah aerasi , suhu tanah dan struktur tanah .

Rata-rata pola ekstraksi air dalam tanah tanpa lapisan restriktif(pembatas)

(Sumber: USDA, 1997)