Morfologi tanah : suatu sarana dalam penyelidikanilmiah dengan tujuan untuk menguraikan, melukiskandan melaporkan kenampakan, ciri-ciri, dan sifattanah yang dimiliki oleh suatu profil tanah.

Profil Tanah : penampang melintang tanah yangmenampakkan lapisan-lapisan tanah (horizon)

Horizon : lapisan tanah yang kurang lebih sejajardengan permukaan bumi dan mempunyai ciri-ciri tertentu (khas)

Solum (tubuh tanah) : tanah yang berkembang secaragenetis; merupakan lapisan tanah mineraldari atas sampai sedikit dibawah batas atashorizon C

Top Soil (Tanah Atasan) : lapisan tanah yang palingatas yang dapat diartikan : (1) horizon Ap;(2) Horizon A1 (3) Horizon A seluruhnya (4)lapisan tanah yang subur karena mengandungbanyak bahan organik tanah

Surface soil (tanah permukaan) : lapisan tanahpermukaan yang biasanya terpindahkan (movedby) waktu pengolahan tanah (tebalnya 12-20cm) yang biasanya tererosi

Subsurface horizon (tanah bawah permukaan) : bagianhorizon A yang terdapat dibawah surface soil

Subsoil (Tanah bawahan) : horizon B bagi tanah yangsudah terbentuk horizon; sedang bagi tanahyang sedang berkembang berarti lapisan

1

tanah dibawah tanah permukaan dimanaterdapat pertumbuhan akar yang normal

Substratum (lapisan bawah tanah) : lapisan dibawahsolum, baik horizon C maupun horizon R.

Syarat profil : (1) tegak (vertikal) (2) baru (3) tidak terkena sinar matahari

langsung(4) tidak tergenang air(5) mewakili tapak sekeliling

Step-step pengamatan profil tanah :1. membuat lubang profil (1m x 1m x 1m) atau

tebras tebing2. Menentukan batas-batas horizon, berdasarkan

suara, warna dan kekerasan.3. Mengukur batas-batas horizon dalam satuan cmBatas horizon :(a) jelas tidaknya

t – tegas (abrupt) : tebal batas kurang dari2,5 cmj –jelas (clear) : tebal batas 2,5-6,0 cma – berangsur (gradual) : tebal 6,0-15 cmk-kabur (diffuse) : lebih dari 15 cm

(b) Topografi batas :r- rata (smooth)0- berombak (wavy)i- tidak teratur (irregular)

2

ii- patah (broken)4. Mengamati sifat-sifat atau kenampakan tanaha.Warna tanahb.Tekstur Tanahc.Struktur Tanahd.Konsistensie.PH tanahf.Perakarang.Bahan-bahan kasar dan bentukan istimewa

(padas, konkresi)

SIFAT FISIK TANAH

Sifat fisik tanah : tekstur, struktur, kepadatantanah, porositas, konsistensi, warna, air tanah,temperatur, aerasi.

Tanah terdiri dari 3 komponen : Komponen padatan terdiri atas mineral anorganik

dan bahan organik. Komponen cair (liquid) terdiri atas air, ion yang

terlarut, molekul, gas yang secarakolektif disebut : cairan tanah (soilsolution).

Komponen gas tanah seperti gas atmosfer di atastanah tetapi berbeda proporsinya.

Volume tanah = volume pori (air, gas) + volumepadatan = konstan; untuk tanah yang tidakmengembang/swelling

3

Tanah berswelling tidak konstan tergantung darikandungan airnya

Tanah ideal = 50% padatan dan 50% pori (45% bahananorganik,5% organik)

Pori = makro berisi udara atmosfer berisi air (airditahan oleh gaya adhesi partikel tanah denganair melawan gaya gravitasi).

Untuk analisis diperlukan berat tanah keringmutlak. Caranya dengan mengringovenkan pada suhu105°C selama 48 jam yang dikenal dengan nama oven-dry-weight. Jumlah kalsium, potassium, bahanorganik, air tanah dihitung berdasarkan oven-dry-weight.

4

WARNA TANAH

secara langsung mempengaruhi penyerapan sinarmatahari dan salah satu faktor penentu suhu tanah

secara tidak langsung berhubungan dengan sifat-sifat tanah, misal informasi subsoil drainase,kandungan bahan organik surface horizon, pembedaantar horison

diukur dengan menggunakan standar warna (SoilMunsell Color Chart)

Keterangan Soil Munsell Color Chart :“ The Munsell notation identifies color by use ofthree variables : Hue, Value, and Chroma. Hue is the dominant spectral color, that is,whether the hue is a pure color such as yellow,red, green or a mixture of pure color, such asyellow-red. Mixtures are identified numericallyaccording to the amount of yellow or red used toproduce the mixture. 5YR is an equal of red andyellow. As the number increases, the amount of thefirst color (yellow) increases and the secondcolor (red) decreases.Value and Chroma are terms that refer to how thehue is modified by the addition of gray. Value is the degree of lightness or brightness ofthe hue reflected in the property of the graycolor that is being added to the hue. A particularvalue (gray) is made by mixing a pure whitepigment (10) with a pure black pigment (0). If

5

equal amounts of white and black pigments aremixed, the value is equal to 5. Chroma is the amount of gray of a particular valuethat is mixed with the pure hue to obtain theactual soil color. A chroma of 1 would be made byadding 1 unit of pure hue to a certain amount ofgray; a chroma of 5 would contain 5 units of purehue to the amount of gray. The lower the chroma,the closer the color is to the pure gray of thatvalue. “

Interpretasi : Warna tanah disebabkan oleh adanyabahan organik, dan atau status oksidasi senyawabesi dalam tanah.

tanah yang dibentuk oleh bahan induk basalt seringberwarna sangat gelap jika tanah tersebutmengandung sedikit atau tidak ada bahan organik

Status oksidasi besi terutama di lapisan bawah :tanah yang aerasi dan drainase bagus, senyawa besiberada dalam bentuk oksidasi (Ferri/Fe3+) danmemberikan warna merah atau kuning; tanah yangaerasi dan drainase jelek, senyawa besi tereduksidalam bentuk ferro (Fe2+) akan memberikan warnaabu-abu (gray)

Hubungan antara warna tanah dengan kandungan bahanorganik di Illinois, USA

Notasi Munsell Bahan Organik (%)

6

(kondisi lembab)Range Average

10 YR 2/1 3,5-7,0 5,010YR 3/1 2,5-4,0 3,510 YR 3/2 2,0-3,0 2,510 YR 4/2 1,5-2,5 2,010 YR 5/3 1,0-2,0 1,5

7

TEKSTUR TANAH Sifat kimia, fisika dan mineralogi partikel tanahtergantung pada ukuran partikelnya.

Semakin kecil ukuran partikel maka luaspermukaannya semakin besar. Jadi, luas permukaanfraksi liat > fraksi debu > fraksi pasir

Sebagai contoh :Partikel bentuk bola dengan berat 1 gr dengan bulkdensity 2,65 g/cm3 dipecah menjadi 106 partikel yanglebih kecil berbentuk bola dengan berat masing-masing partikel 10-6 g.Maka :Luas permukaan untuk partikel dengan berat 1 gradalah sbb :Volume = (1 g)/(2,65 g/cm3) = 0,377 cm3

Volume bola = 4/3 r3 sehingga r3 = (0,377 x 3)/4= 0,0901Radius = r = 0,448 cm = 4,48 x 10-3 mLuas permukaan (Surface area/SA) = 4r2 = 2,52 x 10-4 m2

Setelah dipecah menjadi partikel yang lebih kecil :Volume = (10-6)/(2,65 g/cm3) = 3,77 x 10-7 cm3

r3 = 3,77 x 10 -7 cm 3 x 3 = 9,01 x 10-8 cm4

r = 4,48 x 10-5 mSA dari masing-masing partikel kecil = 4r2

= 4 x x (4,48 x 10-5 m)2 = 2,52 x 10-8 m2/partikel

8

Kolektif SA = 2,52 x 10-8 m2/partikel x 106 = 2,52 x 10-2 m2

Dengan kata lain,Pemecahan partikel seberat 1 gr menjadi 106 partikelkecil dapat meningkatkan luas permukaan 100 kalilipat dari 2,52 x 10-4 m2 menjadi 2,52 x 10-2 m2

Klasifikasi Ukuran Partikel Sumber Soil separates

Kerikil pasir debu liatUSDA > 2mm 2 mm–50 m 50 m-2 m < 2mISSS > 2mm 2 mm-20 m 20 m-2 m < 2mUSPRA > 2mm 2 mm-50 m 50 m-5 m < 5mBSI, MIT,DIN

> 2mm 2 mm-60 m 60 m-2 m < 2m

Tekstur tanah diartikan sebagai proporsi pasir, debu dan liat

Partikel ukuran lebih dari 2mm, bahan organik danagen perekat seperti kalsium karbonate harusdihilangkan sebelum menentukan tekstur

Tanah bertekstur sama misal geluh berdebumempunyai sifat fisika dan kimia yang hampir samadengan syarat mineralogi liat

Tekstur tanah ditentukan di lapangan dengan caramelihat gejala konsistensi dan rasa perabaanmenurut bagan alir dan di laboratorium denganmetode pipet atau metode hidrometer

Tekstur tanah menentukan tata air, tata udara,kemudahan pengolahan dan struktur tanah

9

STRUKTUR TANAH Merupakan gumpalan tanah yang berasal daripartikel-partikel tanah yang saling merekat satusama lain karena adanya perekat misalnya eksudatakar, hifa jamur, lempung, humus, dll.

Ikatan partikel tanah berwujud sebagai agregattanah yang membentuk dirinya

Pengamatan struktur tanah di lapangan (SSS, 1975)terdiri dari :1.Pengamatan bentuk dan susunan agregat tanah

tipe struktur (lempeng, tiang, gumpal, remah,granuler, butir tunggal, pejal)

2.Besarnya agregat klas struktur (sangat halus,halus, sedang, kasa, sangat kasar)

3.Kuat lemahnya bentuk agregat derajad struktur(tidak beragregat, lemah, sedang, kuat)

10

KONSISTENSI TANAH

Adalah derajad kohesi dan adhesi antara partikel-partikel tanah dan ketahanan massa tanah terhadapperubahan bentuk oleh tekanan dan berbagaikekuatan yang mempengaruhi bentuk tanah

Konsistensi ditentukan oleh tekstur tanah danstruktur tanah

Cara penentuan (1) lapangan : memijit tanah dalamkondisi kering, lembab dan basah (2)laboratorium : Angka-angka Atterberg

Penentuan di lapangan :Kondisi kering : kekerasan (lepas, lunak, keras)Kondisi lembab keteguhan (lepas, gembur, teguh)Kondisi basah : kelekatan dan plastisitas

Penentuan di laboratorium : menentukan Batas Cair(BC), Batas Lekat (BL), Batas Gulung (BG) danBatas Berubah Warna (BBW)Batas Cair : kadar air yang dapat ditahan olehtanahBatas Lekat adalah kadar air dimana tanah tidakmelekat ke logamBatas Berubah Warna adalah batas air dimana airsudah tidak dapat diserap oleh akar tanamankarena terikat kuat oleh tanahJangka Olah (JO) : kadar air dimana tanah mudahdiolah (BL-BG)Derajad keteguhan (DT) : BC-BG

11

Surplus positif : Bl > BC artinya tanah mudahmerembeskan air; Surplus negatif : BL < BC : tanah sukarmerembeskan air

12

Tillage (Pengolahan Tanah)

dapat memperbaiki sifat tanah atau dapat jugaberpengaruh negatif misal menimbulkan erosi

dapat meningkatkan BD atau kerapatan tanah danmenghancurkan struktur

Efek deep tillage (90 cm) terhadap nilai BD tanahDepth (cm) Nilai BD awal

(gr/cm3)Nilai BD akhir

(gr/cm3)0-30 1,45 1,3830-60 1,59 1,4960-90 1,62 1,4690-120 1,54 1,53

13

LENGAS TANAH

Lengas tanah adalah air yang terikat oleh berbagaigaya, misalnya gaya ikat matrik, osmosis dankapiler

Gaya ikat matrik berasal dari tarikan antarpartikel tanah dan meningkat sesuai denganpeningkatan permukaan jenis partikel tanah dankerapatan muatan elektrostatik partikel tanah

Gaya osmosis dipengaruhi oleh zat terlarut dalamair maka meningkat dengan semakin pekatnyalarutan, sedang gaya kapiler dibangkitkan olehpori-pori tanah berkaitan dengan teganganpermukaan

Jumlah ketiga gaya tersebut disebut potensiallengas tanah atau tegangan lengas tanah, danmenjadi ukuran kemampuan tanah melawan gayagravitasi

Ukuran lengas tanah adalah cm Hg, bar, dan pF 1 bar = 0,9869 atm = 105 Pascal = 75,007 cm Hg satuan cm air dibagi 1000 menjadi satuan bar pF = log10 cm H2O

Klasifikasi lengas tanah berdasar teganganlengas tanah :1. Kapasitas menahan air maksimum

14

Jumlah air yang dikandung tanah dalam keadaanjenuh, semua pori terisi penuh air. Teganganlengas tanah = 0 cm H2O, 0 bar atau pF 0

2. Kapasitas lapangJumlah air yang terkandung tanah setelah airgravitasi hilang. Tegangan lengas = 346 cm H2O;0,3 bar atau pF 2,54.

3. Titik layu tetapTingkat kelengasan tanah yang menyebabkantumbuhan mulai memperlihatkan gejala layu.Tegangan lengas tanah = 15,849 cm H2O; 15 bar;pF 4,17

4. Koefisien higroskopikJumlah lengas tanah yang dijerap permukaanpartikel tanah dari uap air dalam atmosfer yangberkelembaban kira-kira 100%. Tegangan lengastanah = 31 bar; atau pF 4,5.

5. Kering anginKadar air tanah setelah diangin-anginkan ditempat teduh sampai mencapai keseimbangan dengankelengasan atmosfer. Tegangan lengas = 106 cmH2O; 1000 bar; pF 6.

6. Kering ovenKadar air tanah setelah dikeringkan dalam ovenpada suhu 105-110 C sampai tidak ada lagi airyang menguap (timbangan tetap; biasanya

15

membutuhkan waktu 16-18 jam). Tegangan lengastanah = 107 cm H2O; 10.000 bar; atau pF 7,0.

Klasifikasi fisik : (1) air bebas (air gravitasi) : air yang diatus

oleh gaya gravitasi. Air dalam kondisi jenuhdan berada diantara pF 0 dan pF 2,54 (diantarajenuh air dan kapasitas lapang)

(2) air kapiler : air dalam pori-pori tanah dengantegangan antara pF 2,54 dan 4,5 (kapasitaslapang dan koefisien higroskopis)

(3) air higroskopis : air di permukaan tanah yangdipegang antara pF 4,5 dan 7,0 (antarakoefisien higroskopis dan kering oven)

Klasifikasi biologi : (1) air tidak berguna : setara dengan air bebas

menurut klasifikasi fisik. Kelas ini tidakberlaku bagi padi di sawah dan hidrofit yanghidup dalam jenuh air

(2) air tersedia : air yang terdapat diantarakapsitas lapang dan titik layu tetap (pF 2,54dan 4,17), dan

(3) air tidak tersedia : air yang berada padategangan diatas titik layu tetap (diatas pF4,17). Air dipegang tanah dengan teganganlebih kuat dibanding kekuatan akar menyerapair.

16

Kandungan air dalam tanah mempengaruhi sifat tanahseperti plastisitas, kembang dan kerut tanah,konsistensi, kepadatan, dan aerasi

Air tanah juga sangat berperan dalam siklushidrologi.

KEPADATAN TANAH

Kepadatan Tanah (Density) adalah berat padatansuatu obyek dibagi volume padatan.

Kepadatan ada 2 : (1) Berat jenis (Partikel Density)(2) Berat Volume (Bulk Density)

Partikel Density (PD) adalah berat padatan tanah(solid,without pore) dibagi dengan volumenya (solid,without pore).- PD kebanyakan tanah adalah 2,6-2,7 g/cm3. - Kepadatan padatan (solid) tanah mendekatikepadatan kuarsa (2,6 gr/cm3) karena kebanyakanmineral tanah adalah mineral silikat

- Adanya besi dan mineral berat lainnya (sepertiolivin) cenderung meningkatkan PD.

Bulk Density (BD) : berat padatan (pada keringkonstan) dibagi total volume (padatan+pori)- BD tanah yang ideal berkisar antar 1,3 – 1,35g/cm3.

17

- BD pada tanah berkisar >1,65 g/cm3 untuk tanahberpasir; 1,0-1,6 g/cm3 pada tanah geluh yangmengandung BO tanah sedang-tinggi

- BD mungkin lebih kecil dari 1 g/cm3 pada tanahdengan kandungan BO tinggi

- BD sangat bervariasi antar horizon tergantungpada tipe dan derajad aggregasi, tekstur dan BOtanah. Bulk Density sangat sensitif terhadappengolahan tanah. Tillage benar, BD turun dansebaliknya.

POROSITAS TANAH

Distribusi, kontinuitas pori menentukan aliran airdan udara

Persen pori 50% merupakan kondisi ideal tanahdimana setengahnya makro pori untuk meneruskan airkarena adanya gravitasi dan setengahnya mikroporiuntuk menahan air dari tarikan gravitasi

Tanah mineral normalnya 30-60% Jumlah pori ditentukan oleh tekstur dan tipelempungnya

Porositas (%) = (1-BD/PD) x 100%

18

Morfologi Lahan

1. Relief Untuk menunjukkan perbedaan tinggi tempat(elevation)

Dibedakan atas makrorelief (seluas pandangan kita)dan mikrorelief (batas yang sempit, misal tempatprofil dibuat)

Topografi = relief, tapi digunakan untuk ciri-ciriyang meliputi peta kontour

2. Kemiringan atau Lereng Kemiringan berpengaruh terhadap : (1) jumlah dankecepatan run off (2) penggunaan mesin-mesin (3)pengolahan tanah

Diukur dengan Abney Level atau Suunto meter dalamderajad atau persen

Dibedakan :0-3% : Datar (flat) 3-8% : Berombak (undulating) 8-16% : bergelombang (wavy)16-30% : berbukit (hilly)30-65% : curam (steep)> 65% : sangat curam (very steep)

Perlu diukur tinggi tempat dan exposure. Tinggi tempat : geologi, iklim dan bentukpermukaan bumi

Exposure : pengaruh lansung terhadap sinarmatahari, air, angin

19

Drainase Merupakan kecepatan perpindahan air dari suatutanah baik berupa aliran permukaan (run off)maupun air yang masuk kedalam tanah (perkolasi)

1. Aliran permukaan (Run off) : diamati denganmembandingkan air yang mengalir di permukaan tanahdengan jumlah curah hujan.

Dibedakan :0-tergenang : tidak ada run off; terdapat didaerah cekung1-sangat lambat : aliran permukaan sangat lambat,shg air akan hilang karena masuk ke dalam tanahatau menguap; tanah datar, bersifat porous2-Lambat : air permukaan lambat, air masihtergenang, sebagian menguap dan masuk ke tanah;tanah datar sampai landai3-sedang : air permukaan mengalir sedemikianrupa, ada air yang masuk ke tanah, permukaantanah basah dalam waktu lama; sebagain besar airdiserap dalam tanah dan tersedia bagi tanaman,bahaya erosi kecil.4-cepat : seebagian besar dialirkan sebagai airpermukaan dan hanya sebagian kecil yang meresapke dalam tanah; pada daerah yang miring hinggacuram dan mempunyai kapasitas infiltrasi rendah,sehingga bahaya erosi cukup besar5-sangat cepat : hampir semua air hujan dialirkansebagai aliran permukaan; biasanya pada daerahyang curam sampai sangat curam dengan kapasitas

20

inflitrasi sangat rendah sehingga bahaya erosisangat besar

2. Drainase dakhil : aliran air masuk ke dalamtanah yang dinyatakan dalam frekuensi dan lamanyapenjenuhan air. Dipengaruhi oleh : tekstur, struktur, tinggiair tanah.

Dibedakan atas :0-tanpa : tanpa peresapan air kedalam tanahsehingga tanah terus-menerus jenuh air1-sangat lambat : terlalu lambat masuknya airkedalam tanah, tanah tetap jenuh selama 1-2bulan; cirinya profil tanah penuh dengan warnabercak; permukaan air tanah tinggi; pertumbuhantanaman terhambat2-lambat : masuknya air ke dalam tanah lambat;tanah jenuh air selama 1-2 minggu; profil tanahdengan horizon A hitam atau kelabu, bercak ataubintik pada horizon B; permukaan air tanah cukuptinggi; menghambat perkembangan akar tanaman3-sedang : tanah jenuh air hanya beberapa hari didaerah basah; profil tidak berbercak; tidakmenghambat perkembangan akar tanaman4-cepat : peresepan air cepat tetapi masih adapenjenuhan beberapa jam5-sangat cepat : peresapan air kedalam tanahterlalu cepat sehingga sering tidak dapat

21

dimanfaatkan oleh tanaman; tidak pernah jenuhair; tidak terdapat bercak

Dilaboratorium penetapan peresapan air (drainasedakhil) dengan menentukan permeabilitas tanahyaitu derajad peresapan tanah pada waktutertentu. Dibedakan atas :- tinggi : kecepatan > 10-1 cm/detik- sedang : kecepatan antara 10-1 – 10-4

cm/detik- rendah : kecepatan 10-4 – 10-5 cm/detik- sangat rendah : kecepatan10-5 – 10-6 cm/detik- impermeabel : kecepatan kurang dari 10-6

cm/detik

Kelas drainase umum :

0-sangat buruk : ada genangan air, mencegahpertumbuhan tanaman, memerlukan drainase buatan;terlihat gleisasi1-buruk : tanah tetap basah untuk waktu lama;menghambat pertumbuhan tanaman; perlu drainasebuatan

22

2-agak buruk : air masuk ke tanah lambat; tanahmempunyai permeabilitas rendah; permukaan air tanahtinggi; masih memerlukan drainase buatan3-sedang : air masuk ke tanah masih lambat; profiltanah ada lapisan impermeabel atau permukaan airtanah tinggi4-baik : air bergerak ke bawah tetapi tidak cepat;profil bebas dari bercak atau kalau ada dibawahhorizon C; pertumbuhan tanaman normal5-agak terlalu cepat : air masuk ke tanah terlalucepat; sangat porous; produksi tanaman rendahkecuali ada irigasi6-terlalu cepat : air masuk ke tanah sangat cepat;umumnya pada tanah Lithosol; berlereng curam atausangat porous

Klas drainase dan status aerasi sering dapatditentukan dari warna dan pola warna yang terdapatpada lapisan bawah

Warna merah dan coklat umumnya mengindikasikanadanya unhidrated ferri oksida seperti hematit(Fe2O3). Warna merah biasanya berasal dari bahaninduk atau berkembang dari senyawa besi yangmengalami oksidasi selama perkembangan tanah.Umumnya warna merah stabil apabila tanah mempunyaiaerasi yang bagus, yaitu moderately-well sampai well-drained

Warna kuning disebabkan adanya hydrated ferrioksida misalnya geothite (Fe2O3.H2O)

23

Warna abu-abu atau netral disebabkan oleh beberapasubstansi, terutama kuarsa, kaolinit dan mineralliat lainnya, kalsium dan magnesium karbonat(limestones), mineral besi tereduksi (ferro)

Warna tanah sangat abu-abu (grayest), chromakurang dari 1, terjadi pada horison tanah yangselalu jenuh air (permanently water-saturated)

24

MINERALOGI

Batuan induk terdiri dari berbagai macam mineral.Pada batuan beku yang belum terdekomposisiumumnya terdiri dari kuarsa dan feldspar.

Di tanah, kuarsa merupakan mineral utama yangterdapat di pasir dan debu. Fraksi claydidominasi oleh mineral lempung montmorillonit,kaolinit, besi dan aluminium oksida, besi danaluminium hidroksida.

Batuan induk didominasi oleh 9 elemen (lihattabel berikut ini).

Element Major Ion Percent Mass

BasisOxygen O2- 60Silicon Si4+ 20Aluminium Al3+ 6Hydrogen H+ 3Sodium Na+ 3Calcium Ca2+ 2Iron Fe2+ and Fe3+ 2

Magnesium Mg2+ 2Potassium K+ 1

25

Tabel tersebut menunjukkan oksigen jumlahnyaterbanyak dan hanya satu-satunya unsur yang berupaanion

26