Post on 06-Feb-2018
DASAR ILMU TANAH
Semester ganjil 2012/2013
Materi 02: Pembentukan Tanah
Konsep Pembentukan Tanah
Dua konsep pembentukan tanah,
model faktor pembentuk tanah (state factor
model) yang dikemukakan oleh Jenny tahun
1941,
model proses terbuka yang dikemukan oleh
Richards tahun 1969
Konsep Pembentukan Tanah
model faktor pembentuk
tanah (state factor model)
paling banyak digunakan
dalam kajian ilmu tanah, dan
berperan penting dalam
penelitian ekosistem (struktur
dan fungsi), geomorfologi
dan geografi.
State Factor Model
Persamaan umum
S = f (Px, Lo, t)
Px = aliran potensial eksternal (cl, o)
Lo = status awal (r, p)
t = waktu
Untuk tanah
S = f (cl, o, r, p, t)
Faktor Pembentuk Tanah
Konsep Pembentukan Tanah
model proses terbuka
tanah merupakan sistem yang terbuka
sewaktu-waktu tanah dapat menerima tambahan bahan dari luar (input), atau kehilangan bahan-bahan yang telah dimilikinya (output). Input: hasil pelapukan bahan induk, endapan baru, air hujan/irigasi,
sisa-sisa tanaman, energi dari sinar matahari.
Output: erosi tanah, penguapan air, penyerapan unsur hara oleh tanaman, pencucian, pancaran panas.
Selain itu di dalam tanah sering terjadi pemindahan bahan tanah dari lapisan atas ke lapisan bawah atau sebaliknya (disebut translokasi dalam solum).
Tanah sebagai Sistem Terbuka
Faktor Pembentuk Tanah
5 faktor pembentuk tanah Bahan induk (p) (tekstur, struktur, komposisi
kimia dan mineral)
Iklim (cl) (suhu dan curah hujan)
Topografi / relief (r)
Organisme (o) (vegetasi dan herwan; termasuk manusia)
Waktu (t)
“Tanah adalah produk dari iklim, organisme, dan topografi yang mempengaruhi bahan induk dalam jangka waktu tertentu”
Faktor Pembentuk Tanah
Agen, gaya, atau kondisi yang telah, sedang, atau akan mempengaruhi
pembentukan tanah
Iklim
Organisma
Bahan
Induk
Topografi
Waktu
Lain-lain
Climosequence
Biosequence
Lithosequence
Toposequence
Chronosequence
FaktorYang terbentuk jika faktor lain dapat diabaikan
fungsi
BAHAN INDUK
Kwarsa
K-feldspar
Plagioklas
Piroksin
Olivin
**
*
* *
+
+
+
+
++
+
+
++
++
++
++
+
+
++
++
+
+
+
Granit
Syenit
Granodiorit
Diorit
Gabro
Peridotit
Dunit
Rhyolit
Trachyt
Dacit
Andesit
Basalt
Tanah yg terbentuk
Tekstur kasar
Masam
Unsur Hara
Tekstur halus
Basa
Unsur Hara
Volcanic Ash Andisols
Bahan Induk Lain Bahan Induk Terangkut: Prinsip Erosi dan
Pengendapan Aliran air partikel tanah dan fragmen batuan (sedimen) Jika air mengalir cepat maka membawa partikel besar dan
sedimen lebih banyak. Jika aliran menjadi lambat, partikel besar diendapkan dulu.
Bahan diendapkan air Endapan Aluvial: Terbentuk akibat aliran air terhenti shingga
sedimentasi terjadi cepat, banyak terjadi di daerah pegunungan, air dan semi arid.
Dataran banjir dan Teras: Teras mencerminkan sisa dataran banjir yang lebih tua, aliran sungai telah memotong menjadi dataran banjir baru dalam bentuk teras.
Delta: Terbentuk jika sedimen halus yang dibawa sungai diendapkan pada daerah perairan yang luas (misal danau) tanah subur.
Colluvium: bahan diendapkan akibat gravitasi, pada lereng curam; tanah longsor
Bahan Induk Tanah
Iklim
Temperatur dan curah hujan adalah unsur iklim
yang laing mempengaruhi sifat tanah
Temperatur:
Perubahan temperatur dapat menyebabkan
retaknya batuan (pelapukan batuan)
Temperatur langsung mempengaruhi jumlah bahan
organik yang dihasilkan. Produksi bahan organik
meningkat dengan meningkatnya temperatur
asalkan cukup hujan untuk pertumbuhan tanaman
Meningkatnya temperatur jika meningkatkan
kecepatan dekomposisi bahan organik
IKLIMMerupakan faktor yang paling aktif dalam proses pembentukan
tanah, mempengaruhi reaksi kimia, dan aktivitas flora dan fauna
SU
HU
CURAH
HUJAN
Reaksi cepat (kimia fisik)
Pelapukan kimia / mekanik cepat
Proses kehilangan cepat
Perkembangan cepat
Reaksi cepat (fisik)
Pelapukan mekanik cepat
Proses kehilangan lambat
Perkembangan terhambat
Reaksi lambat
Pelapukan mekanik lambat
Proses kehilangan lambat
Perkembangan terhambat
Reaksi lambat
Pelapukan kimia cepat
Proses kehilangan cepat
Perkembangan agak cepat
Basah - Panas
Kering - Panas
% kadar garam
% kadar garam
Iron and Al-oxide Rich
Basah- Panas
Oxisols
Curah hujan tinggi
Suhu tinggi
Pelapukan batuan/mineral cepat
Penambahan bahan organik
cepat, demikian juga
dekomposisinya
Pencucian unsur hara relatif
tinggi
Iklim Tropis
Topografi
Komponen topografi
1. Lereng (slope) – sudut permukaan lahan
2. Tinggi (Height) – berapa tingginya dari sungai
3. Arah (direction) lereng
Lereng: % lereng = jarak vertikal x 100 / jarak
horizontal
Lereng Curam ( > 15%),
Limpasan permukaan (run-off)
Erosi meningkat jika lereng makin curam
Tanah memilki horizon A dan B tipis
Lereng datar, 0-5%,
Sedikit limpasan permukaan, banyak infiltrasi
Erosi kurang
Tanah umumnya lebih tebal
Horizon A dan B cukup tebal, terjadi
pencucian
Tinggi (elevasi) Elevasi, ketinggian diatas perairan, dapat
membantuk mengendalikan drainase. Elevasi
mempengarhui kelembaban tanah
- -- - -
-
A
B
C
Bandingkan
Kondisi air
Suhu
Aliran air
Erosi
Pelapukan
Tropudult
Tropudalf
Aquept/Aquent
TOPOGRAFI
ORGANISMA
Sumber bahan organik
tanah
Pembentukan humus
Sifat fisiko-kimia tanah
Peredaran Unsur Hara
Perkembangan struktur
tanah
Dekomposisi Bahan
Organik
Fungsi
Kondisi iklim
Suasana fisiko-kimia
Vegetasi lain
(kompetisi, sumber
makanan, dll)
Flora
Fauna
Jumlah dan macam
Organisme Tanah
Organisme Contoh Ukuran(m)
Jumlah per gram tanah
Biomasa (kg/ha)
Mikroflora
- Bakteri Pseudomonas 0,5 x 1,5 108 – 109 300 -3.000
- Aktinomisetes Streptomyces 0,5-2,0 107 – 108 300 -3.000
- Jamur (Fungi) Mucor 8,0 105 – 106 500 – 5.000
- Ganggang(Algae) Chlorella 5 x 13 103 – 106 10 -1.500
Fauna
- Protozoa Euglena 15-50 103 – 105 5 – 200
- Nematoda Pratylencus 1.000 101 – 102 1 – 100
- Cacing Tanah Lumbricus 100.000 10 – 1.000
- Invertebrata lain Collembola 100.000 1 – 200
Skema Agregat Tanah
WAKTU
Pembentukan tanah proses alami yang berjalan sangat lambat, 1000-1.000 th; khusus di P Krakatau (letusan 1883), hanya perlu 100 tahun (abu vulkanik).
Penentuan waktu pembentukan tanah (umur) untuk sementara ini hanya dilakukan atas dasar kriteria-kriteria botani, zoologi, geologi dan geografi.
berguna untuk pertimbangan pengawetan tanah, kecepatan pembentukan tanah rata-rata 1.2 mm per tahun; kehilangan tanah yang dapat dibiarkan 12.5 ton per hektar per tahun.
Waktu Umur (chronological)
Tingkat perkembangan profil (SOIL DEVELOPMENT = "SOIL AGE“)
Tanah muda: pelapukan dan pencampuran bahan mineral dan organik, di permukaan tanah dan pembentukan struktur tanah, horison A dan C, sifat tanah didominasi sifat bahan induknya, contoh tanah muda; Entisol (Aluvial, Regosol).
Tanah dewasa: pembentukan horison B, kemampuan berproduksi tertinggi, karena tersedia unsur hara, contoh tanah dewasa, Inceptisol (Latosol), Andisol (Andosol), Vertisol, Mollisol.
Tanah tua: perubahan nyata pada horison A dan B, terbentuk horison A1, E, B1, B2, B3 dll.. pelapukan mineral dan pencucian basa, tanah kurus dan masam, contoh tanah tua, Ultisol (Podsolik merah kuning) dan Oxisol (Laterit).
PROSES PEMBENTUKAN TANAH
• Soil Profile Developmentcontains characteristic layers
called horizons
A
E
B
C
Bedrock
soil
development
Bedrock
The story begins…
Earth surface is an open
book… it tells you nearly
everything …….
1) Pelapukan batuan dan mineral
TranslokasiDekomposisi bahan organik
Pengurangan ukuran partikel oleh pelapukan
Transformasi mineral (primer menjadi sekunder)
Reaksi-reaksi liat dan bahan organik
TransformasiLiat, bahan organik, oksida besi, dan bahan kimia
oleh air
Unsur hara disirkulasikan oleh tanaman
Garam-garam terlarut oleh air
Tanah oleh fauna tanah
Penambahan Air presipitasi, kondensasi, atau run-off
O2 dan CO2 dari atmosfer
N, Cl, dan S dari atmosfer dan presipitasi
Bahan organik dari aktivitas biotik
Bahan dari sedimen
Energi matahari
Kehilangan Air oleh evapotranspirasi
N oleh denitrifikasi
C sebagai CO2 dari oksidasi bahan organik
Tanah oleh erosi
Energi oleh radiasi
Air dan bahan dalam larutan atau suspensi
PELAPUKAN FISIK
Merupakan proses mekanik : desintegrasi (menghasilkan perubahan fisik, tanpa perubahan kimia)
Agen penting: Suhu dan Air, (bisa juga akar tanaman)
Penyebab: komposisi mineralogi (daya serap panas berbeda), struktur batuan (retakan, dsb), perbedaan suhu yang drastis
PELAPUKAN KIMIA
Merupakan proses dekomposisi (perubahan fisik dengan perubahan kimia)
Agen penting: Suhu dan Air, (bisa juga bahan organik)
Proses: hidrolisis, hidrasi, karbonasi, oksidasi- reduksi, pelarutan
Pelapukan Kimia
Pelapukan Kimia
Sepuluh Proses Pembentukan Tanah
1. Pencucian (leaching)
2. Asidifikasi
3. Eluviasi liat
4. Podsolisasi
5. Desilikasi
6. Reduksi
7. Salinisasi
8. Alkalisasi
9. Erosi
10. Deposisi (pengendapan)
Pencucian (leaching)
Jika terjadi hujan yang sangat lebat sehingga air
meresap ke dalam profil tanah, senyawa-senyawa
organik larut akat terangkut
Asidifikasi
disebabkan oleh air hujan yang bersifat masam
karena karbon dioksida larut di dalamnya
membentuk asam karbonat
Eluviasi liat
liat di lapisan tanah atas tercuci dan diendapkan ke lapisan
yang lebih bawah. Bagian tanah atas yang kekurangan liat
disebut horizon A atau horizson eluvial (eluvial = tercuci ke
bawah), dan horizon bagian bawah disebut horison B atau
horizon iluvial (iluvial = tercuci ke dalam)
Podsolisasi
horizon A yang yang berwarna pucat kelabu. Proses
podsolisasi terjadi pada tanah-tanah masam. Komponen
organik dan anorganik diangkut oleh air dan diendapkan pada
horizon B
Desilikasi
pencucian silika (lebih besar dibandingkan pencucian besi dan aluminium). Proses ini terjadi di daerah tropika, yang menyebabkan terbentuknya tanah yang sangat sarang (porous) dengan kandungan oksida besi yang tinggi. Tanah yang dicirikan oleh adanya proses ini adalah Oxisol.
Reduksi
Jika terjadi akumulasi air drainase dalam tanah maka udara di dalam tanah digantikan oleh air
Salinisasi & Alkalisasi Salinisasi adalah akumulasi garam seperti sulfida dan klorida
Alkalisasi adalah akumulasi sodium pada kisi pertukaran
aram yang dihembus dari lautan ke daratan, masuk melalui irigasi atau dihasilkan oleh proses pelapukan menyebabkan tanah tidak subur. Masalah ini umumnya terjadi di daerah kering dimana tidak tersedia cukup air untuk mencuci garam dari profil tanah
Erosi dan Deposisi Tanah selalu peka terhadap erosi air dan angin. Bahan hasil
erosi mungkin diendapkan di lembah-lembah sungai untuk menjadi bahan pembentuk tanah baru, atau mungkin terangkut sampai ke laut