LAPORAN PRAKTIKUM

DASAR-DASAR ILMU TANAH

ACARA II

PENETAPAN KADAR AIR TANAH

Disusun Oleh :

Nama               : Ahmad Arif Darmawan

NIM                : A1L013064

Rombongan     : B1

Asisten            : 1. Zulfa Ulinnuha

                          2. Dwi Farhatun Aflaha

                       

KEMENTERIAN  PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIAN

PURWOKERTO

2014

BAB I

PENDAHULUAN

A.        Latar Belakang

Tanah berasal dari pelapukan batuan dengan bantuan organisme, membentuk tubuh unik yang menutupi batuan.  Tanah berfungsi sebagai media tumbuh tanaman.  Selain itu, tanah mempunyai peranan penting dalam siklus hidrologi.  Kondisi tanah menentukan jumlah air yang masuk ke dalam tanah dan mengalir pada permukaan tanah.  Jadi tidak hanya berperan sebagai media pertumbuhan tanaman tetapi juga sebagai media pengatur air.  Analisis tanah membantu penyelidikan produktivitas dan penentuan tindakan pengolahan tanah.  Hal ini dibutuhkan karena kondisi setiap tanah berbeda-beda bergantung pada proses pembentukannya. Proses pembentukan tanah dipengaruhi oleh faktor lingkungan (pedogenesis) maupun kegiatan manusia (metapedogenesis).

Sebagian besar air yang diperlukan oleh tumbuhan berasal dari air tanah. Air diperlukan oleh tumbuhan untuk memenuhi kebutuhan biologisnya, antara lain untuk memenuhi transpirasi, dalam proses asimilasi untuk pembentukan karbohidrat serta untuk pengangkut hasil-hasil fotosintesisnya ke seluruh jaringan tubuh.  Disamping itu air merupakan bagian penyusunan tubuh tumbuhan.  Air tanah berfungsi sebagai pelarut unsur hara dalam tanah. Air tanah dan unsure hara ini membentuk larutan tanah.  Air tanah yang berfungsi membawa unsur hara ke permukaan akar tumbuhan.  Di dalam jaringan/tubuh tumbuhan air ini juga yang berperan mengangkut unsur hara yang diserap akar keseluruh tubuh tumbuhan.

Fungsi yang saling berkaitan dalam penyediaan air bagi tanaman yaitu memperoleh air dalam tanah dan pengaliran air yang disimpan ke akar-akar tanaman.  Jumlah air yang diperoleh tanah sebagian bergantung pada kemampuan tanah yang menyerap air cepat dan meneruskan air yang diterima dipermukaan tanah ke bawah.

            Penetapan kadar air dapat dilakukan dengan sejumlah tanah basah dikering ovenkan dalam oven untuk waktu tertentu.  Air yang hilang karena pengeringan merupakan sejumlah air yang terkandung dalam tanah tersebut. Air irigasi yang memasuki tanah mula-mula menggantikan udara yang terdapat dalam pori makro dan kemudian pori mikro.

B.        Tujuan

Menetapkan kadar air contoh tanah kering udara, kapasitas lapang dan kadar air maksimum tanah dengan metode gravimetri (perbandingan massa air dengan massa padatan tanah) atau disebut berdasarkan % berat.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Dalam pertanian, tanah diartikan lebih khusus yaitu sebagai media tumbuhnya tanaman darat.  Tanah berasal dari hasil pelapukan batuan bercampur dengan sisa-sisa bahan organik dan organisme (vegetasi atau hewan) yang hidup di atasnya atau di dalamnya.  Selain itu di dalam tanah terdapat pula udara dan air.  Di samping percampuran bahan mineral dengan bahan organik, maka dalam proses pembentukan tanah terbentuk pula lapisan-lapisan tanah atau horison-horison.  Oleh karena itu, dalam definisi ilmiahnya tanah (soil) adalah kumpulan dari benda alam di permukaan bumi yang tersusun dalam horison-horison, terdiri dari campuran bahan mineral, bahan organik, air, dan udara (Hardjowigeno, 2007).

Bahan mineral dalam tanah berasal dari pelapukan batuan-batuan.  Oleh karena itu, susunan mineral di dalam tanah berbeda-beda sesuai dengan susunan mineral batu-batuan yang dilapuk.  Batuan dapat dibedakan menjadi batuan beku (dari gunung berapi), batuan endapan (sedimen), dan batuan metamorfosa.  Batuan vulkanik di Indonesia umumnya terdiri dari mineral-mineral yang banyak mengandung unsur hara tanaman sedangkan batuan endapan terutama endapan tua (telah diendapkan berjuta tahun lamanya) dan metamorfosa umumnya mengandung mineral-mineral yang rendah kadar unsur haranya (Hardjowigeno, 2007).

Bahan organik umumnya ditemukan di permukaan tanah.  Jumlahnya tidak besar, hanya sekitar 3 - 5 persen.  Akan tetapi pengaruhya terhadap sifat-sifat tanah besar sekali.  Bahan organik dalam tanah terdiri dari bahan organik kasar dan bahan organik halus atau humus.  Tanah yang banyak mengandung humus adalah tanah-tanah lapisan atas atau top soil (Hardjowigeno, 2007).

Udara mengisi pori pori tanah.  Banyaknya pori-pori di dalam tanah kurang lebih 50% dari volume tanah, sedangkan jumlah air dan udara di dalam tanah berubah-ubah.  Udara mengisi pori-pori yang tidak terisi oleh air (Hardjowigeno, 2007).

Air terdapat dalam tanah karena ditahan/ diserap oleh masa tanah, tertahan oleh lapisan kedap air, atau karena keadaan drainase yang kurang baik.  Komposisi air di dalam tanah kurang lebih 25%.  Air yang diserap oleh tanaman di samping berfungsi sebagai komponen sel-selnya, juga berfungsi sebagai media reaksi pada hampir seluruh proses metabolismenya yang apabila telah diuapkan melalui mekanisme transpirasi, yang bersama-sama dengan penguapan dari tanah sekitarnya (evaporasi) disebut evapotranspirasi.  Kebutuhan akan air dipengaruhi oleh jenis tanamannya (Hanafiah, 2007).

Air terdapat di dalam tanah karena ditahan/diserap oleh masa tanah, tertahan oleh lapisan kedap air, atau karena keadaan drainase yang kurang baik.  Baik kelebihan air maupun kekurangan air dapat mengganggu pertumbuhan tanaman.  Gunanya air bagi pertumbuhan tanaman adalah :

a.       Sebagai unsur hara tanaman

Tanaman memerlukan air dari tanah dan CO2  dari udara untuk membentuk gula dan karbohidrat dalam proses fotosintesis.

b.      Sebagai pelarut unsur hara

Unsur – unsur hara yang terlarut dalam air diserap oleh akar – akar tanaman dari larutan tersebut.

c.       Sebagai bagian dari sel sel tanaman

Air merupakan bagian dari protoplasma.

Persediaan air dalam tanah tergantung dari

a.       Banyaknya curah hujan atau air irigasi

b.      Kemampuan tanah menahan air

c.       Besarnya evapotraspirasi (penguapan langsung melalui tanah dan melalui vegetasi)

d.      Tingginya muka air tanah

Fungsi yang saling berkaitan dalam penyediaan air bagi tanaman yaitu memperoleh air dalam tanah dan pengaliran air yang disimpan ke akar-akar tanaman. Jumlah air yang diperoleh tanah sebagian bergantung pada kemampuan tanah yang menyerap air cepat dan meneruskan air yang diterima dipermukaan tanah ke bawah (Hardjowigeno, 2007).

BAB III

METODE PRAKTIKUM

A.                Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan pada praktikum kali ini antara lain : contoh tanah kering angin, botol timbang, timbangan analitis, keranjang kuningan, cawan tembaga porus, bejana seng, kertas label, spidol, pipet ukur 2mm, bak perendam, serbet, kertas saring, oven, tang penjepit dan eksikator.

B.                 Prosedur Kerja

1.      Kadar air tanah kering angin (udara)

a.    Botol timbang dan penutupnya dibersihkan, diberi label, lalu ditimbang (= a gram).

b.    Botol timbang diisi dengan tanah vertisol yang berdiameter 2mm, kurang lebih setengahnya, ditutup, lalu ditimbang kembali (= b gram).

c.    Botol timbang yang berisi tanah dimasukkan ke dalam oven dengan keadaan tutup terbuka.  Pengovenan dilakukan pada suhu 105 – 110ºC selam minimal 4 jam.

d.   Setelah wakyu pengovenan selesai, botol timbang ditutup kembali dengan menggunakan tang penjepit.

e.    Botol timbang yang telah ditutup dikeluarkan dari oven dengan menggunakan tang penjepit, lalu dimasukkan ke dalam eksikator selama 15 menit.

f.     Setelah itu, botol timbang diambil satu persatu dengan menggunakan tang penjepit untuk ditimbang dengan timbangan yang sama (= c gram).

Perhitungan :  

                                

Ket : (b – c ) = massa air , (c – a ) = massa tanah kering mutlak (massa padatan)

2.      Kadar air Kapasitas Lapang (metode pendekatan).

a.    Keranjang kuningan dibersihkan, diberi label kemudian ditimbang (= a gram).

b.    Keranjang kuningan yang telah ditimbang diletakkan didalam bejana seng.

c.    Tanah Ultisol Ø 2mm dimasukkan ke dalam keranjang kuningan setinggi 2,5 cm (sampai tanda batas) secara merata tanpa ditekan.

d.   Diteteskan air sebanyak 2 ml dengan pipet ukur secara perlahan-lahan pada 3 titik tanpa bersinggungan (1 titik = 0,67 ml), kemudian bejana seng ditutup, ditempatkan ditempat yang teduh dan dibiarkan selama 15 menit.

e.    Keranjang kuningan dikeluarkan dari bejana seng, diayak dengan hati-hati hingga tertinggal 3 gumpalan tanah lembab, lalu ditimbang (= b gram).

Perhitungan :

                        Kapasitas Lapang =

3.      Kadar air maksimum tanah

a.     Cawan tembaga porus dan petridis dibersihkan dan diberi label secukupnya.

b.     Pada dasar cawan tembaga porus diberi kertas saring, dijenuhi air dengan menggunakan botol semprot. Kelebihan air dibersihkan dengan serbet (lap), dimasukkan ke dalam petridis kemudian ditimbang (= a gram).

c.     Cawan tembaga porus dikeluarkan dari petridis, di isi dengan tanah Ultisol (Ø 0,5 mm) kurang lebih 1/3-nya, Cawan diketuk-ketuk perlahan sampai permukaan tanahnya rata, Contoh tanah halus ditambahkan lagi 1/3-nya dengan jalan yang sama sampai cawan tembaga porus penuh dengan tanah. Kelebihan tanah diatas cawan diratakan dengan colet.

d.    Cawan tembaga porus direndam dalam bak perendam dengan ditumpu batu dibawahnayaagar air bebas masuk ke dalam cawan tembaga porus. Perendaman dilakukan selama 12-16 jam.

e.     Setelah waktu perendaman selesai, cawan tembaga porus diambil dari bak perendam. Permukaan tanah yang mengembang diratakan dengan colet, dibersihkan dengan serbet (lap), dimasukkan ke dalam cawan petridis yang digunakan pada waktu penimbangan pertama,lalu ditimbang (= b gram).

f.      Cawan tembaga porus dimasukkan ke dalam oven selama 24 jam dengan suhu 105 - 110ºC.

g.     Setelah waktu pengovenan selesai, cawan diangkat dengan tang penjepit dan dimasukkan ke dalam eksikator selama 15 menit. Setelah itu kemudian diambil dengan tang penjepit kemudian ditimbang beratnya (= c gram).

h.     Tanah yang ada di dalam cawan tembaga porus dibuang, cawan tembaga porus dibersihkan dengan kuas, dialasi dengan petridis yang sama lalu ditimbang beratnya (= d gram).

Perhitungan :

                           Kadar air maksimum =

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A.                Hasil Pengamatan

Jenis Tanah Vertisol

1.  Tanah kering udara

Tabel hasil pengamatan

Ulangan	Botol timbang kosong (a) gram	a + Contoh tanah (b) gram	b Setelah Dioven (c) gram	Kadar air (%)
1	22,64	34,05	32,64	14,1%
2	23,12	32,94	31,72	14,18%
3	22,32	31,82	30,65	14,04%
Rata-rata				14,10%

Ada pun perhitungan penetapan kadar air pada tanah kering udara menggunakan rumus sebagai berikut :

Keterangan :   

a = Botol Timbang Kosong per gram

b = a + Contoh Tanah per gram

c = b Setelah Dioven per gram

 

2.  Penetapan kadar air pada kapasitas lapang

Tabel hasil pengamatan

Ulangan	Keranjang kuning kosong (a) gram	a + Gumpalan tanah basah (b) gram	Kadar air (%)
1	87,49	98,56	36,15 %
2	75,88	86,43	37,49 %
Rata-rata			36,82%

Ada pun perhitungan penetapan kadar air pada tanah kapasitas lapang menggunakan rumus sebagai berikut :

Kapasitas Lapang =   

Keterangan :

a = Keranjang kuning kosong per gram

b = a + Gumpalan tanah basah

KL 1 =

KL 2 =

Rata – rata KL =

3.  Penetapan kadar air maksimum

Tabel hasil pengamatan

Ulangan	Cawan + kertas saring jenuh + petridish (a) gram	(a) + tanah basah jenuh air (b) gram	(b) setelah dioven 24 jam (c) gram	Petridish + cawan + kertas saring setelah dioven (d) gram	Kadar air maksimum (%)
1	81,82	151,02	107,50	80,86	153,75 %
2	91,78	142,00	116,52	90,36	91,97%
Rata – rata					125,86 %

Ada pun perhitungan penetapan kadar air maksimum menggunakan rumus sebagai berikut :

KA = 

Keterangan :

a = Cawan + kertas saring jenuh + petridish

b = a + Tanah basah jenuh air

c = b + Setelah dioven 24 jam

d = Petridish + cawan + kertas saring setelah dioven

KAM 1        =

KAM 2 =
 

Rata – rata KAM =

B.        Pembahasan

Menurut Hardjowigeno (1992) bahwa air terdapat dalam tanah karena ditahan (diserap) oleh massa tanah, tertahan oleh lapisan kedap air, atau karena keadaan drainase yang kurang baik. Air dapat meresap atau ditahan oleh tanah karena adanya gaya-gaya adhesi, kohesi, dan gravitasi. Karena adanya gaya-gaya tersebut maka air dalam tanah dapat dibedakan menjadi :

1.       Air Higroskopis

Air higroskopis adalah adalah air yang diserap tanah sangat kuat sehingga tidak dapat digunakan tanaman, kondisi ini terjadi karena adanya gaya adhesi antara tanah dengan air. Air hidroskopik merupakan selimut air pada permukaan butir-butir tanah (Hardjowigeno, 2007).

2.       Air Kapiler

Air kapiler adalah bagian air tanah yang ditahan oleh tanah, yang terletak diantara kapasitas lapang dan koefisien higroskopis. Air kapiler ini mengisi pori-pori tanah. Air kapiler dapat berasal dari hasil infiltrasi air dari permukaan tanah kemudian meresap kedalam tanah dan tertahan diatara butir tanah karena pengaruhgayakapiler tanah atau bisa juga berasal dari air dalam tanah (dari zona jenuh) yang naik ke atas melalui pori-pori tanah akibat pengaruhgayakapiler tanah.  Besarnya air kapiler dalam tanah akan sangat tergantung pada sifat fisik tanah (Hasan, 2011).

      Air kapiler dibedakan menjadi:

a.  Kapasitas lapang, yaitu air yang dapat ditahan oleh tanah setelah air gravitasi turun semua. Kondisi kapasitas lapang terjadi jika tanah dijenuhi air atau setelah hujan lebat tanah dibiarkan selama 48 jamsehingga air gravitasi sudah turun semua. Pada kondisi kapsitas lapang, tanah tanah mengandung air yang optimum bagi tanaman,karena pori makro berisi udara sedangkan pori mikro seluruhnya berisi air. Kandungan air pada kapasitas lapang ditahan dengan tegangan 1/3 atm atau pada pF 2,54.

b.  Titik layu permanen, yaitu kandungan air tanah paling sedikit dan menyebabkan tanaman tidak mampu menyerap air sehingga tanaman mulai layu dan jika hal ini dibiarkan mak tanaman akan mati. Pada titik layu permanen, air ditahan pada tegangan 15 atm atau pada pF 4,2. Titik layu permanen disebut juga sebagai koefisien layu tanaman.

3.     Air Gravitasi

Air gravitasi adalah bagian dari air tanah yang tidak dapat ditahan oleh tanah dan mengalir secara bebas karena pengaruh gaya gravitasi.Jumlah air yang ditahan oleh tanah setelah air gravitasi habis disebut air kapasitas lapang, dengan besarnya tekanan sekitar 1/3 atmosfer (Hasan, 2011).

Berdasarkan data yang kami peroleh pada percobaan Tanah Kering Udara pada tanah Vertisol mempunyai kadar air tanah kering udara berturut-turut pada ulangan I, II dan III adalah 14,1%, 14,18 % dan 14,04 %.

Vertisol adalah tanah – tanah mineral yang mempunyai liat 30 % atau lebih, retakannya lebar dan dalam bila kering, dan kedua mukroreliefnya gilgai, sisi antar bagiannya licin, atau struktur agregat berbentuk baji, menikam pada suatu sudut dari garis horisontal. ( Henry, 1988)

Sedangkan menurut sarwono (2010), vertisol adalah tanah dengan kandungan liat 30% atau lebih, mempunyai sifat mengembang dan mengerut. Kalau kering tanah menjadi keras, dan retak retak karena mengerut, kalau basah mengembang dan lengket.

Kadar air tanah dipengaruhi oleh kadar bahan organik tanah dan kedalaman solum, makin tinggi kadar bahan organik tanah akan makin tinggi kadar air, serta makin dalam kedalaman solum tanah maka kadar air juga semakin tinggi (Hanafiah, 2007)

Kapasitas Lapang adalah keadaan tanah yang cukup lembab yang menunjukkan jumlah air terbanyak yang dapat ditahan oleh tanah terhadap gaya tarik gravitasi. Air yang dapat ditahan oleh tanah tersebut terus menerus diserap oleh akar-akar tanaman atau menguap sehingga tanah makin lama semakin kering. Dilihat dari table pengamatan bahwa kandungan kadar air pada tanah vertisol kapasitas lapang rata-ratanya yaitu 36,82  %.

Berdasarkan percobaan yang ketiga yaitu kadar air maksimum pada tanah Vertisol dapat diperoleh data yaitu pada KAM-1 sebesar 159,75 %, KAM-2 sebesar  91,97% .Kadar air maksimum suatu jenis tanah ditentukan oleh daya hisap matriks atau partikel tanah, kedalaman tanah dan pelapisan tanah (Hakim, 1986).

Berdasarkan percobaan kita melakukannya dengan metode pendekatan yaitu dengan memasukan tanah ke dalam kaleng seng selama 15 menit dan tinggi tanah pada Keranjang Kuningan 2,5 cm, Jika dilakukan dengan metode Pressure Plate dilakukan dengan menggunakan eontoh tanah utuh yang diberi tekanan setara pF 2.54 (1/3 Bar). Pemberian tekanan 1/3 bar ini sebenarnya hanya merupakan pendekatan (arbitrer). Berapa tekanan sebenarnya yang harus diberikan agar drainase bebas berhenti dapat berbeda untuk setiap jenis tanah. 2) contoh tanah utuh yang digunakan pada penetapan kadar air kapasitas lapang dengan metode Pressure Plate hanya setebal kurang lebih 1 cm. Air yang ada pada contoh tanah tersebut lebih mudah hilang dibandingkan dengan air dalam tanah dengan metode pendekatan . 3) Pengukuran dengan metode pressure plate mengabaikan karakteristik profil tanah secara keseluruhan yang tentunya akan menyebabkan proses pelepasan air cenderung lebih mudah (Baskoro,2007).

Kadar air tanah dapat digunakan untuk menghitung parameter sifat-sifat tanah. Humus merupakan bahan organik tanah yang sudah mengalami prubahan bentuk dan bercampur dengan mineral tanah. Sumber bahan organik tanah adalah hasil fotosintesis, yaitu bagian atas tanaman seperti daun, duri, serta tanaman lainnnya.

Dari hasil percobaan terhadap tanah kering udara Ø 2 mm didapat kadar lengas maksimum sebesar , hal ini disebabkan berbagai faktor yaitu bahan organik, topografi, fraksi lempung, dan bahan penutup, yang menyebabkan tanah sampai jenuh air. Renzina adalah tanah yang mengandung banyak bahan organik, diduga bahan organik yang berlebih menyebabkan kadar air dalam tanah meningkat hingga didapat kadar lengas maksimum melebihi 100%. Air dan bahan organik sangat berkaitan erat, sebab air yang biasanya hanya disimpan oleh tanah sekarang juga disimpan oleh bahan organik yang terkandung dalam tanah. Bahan organik juga memperlambat proses penguapan tanah, sehingga tanah tidak mudah kehilangan air (Arivani,2011).

Kondisi air tanah yang optimum yaitu keadaan tanah yang seluruhnya mengisi pori mikro dalam tanah, dan pori makro terisi oleh air sehingga tanah tersebut mengandung air yang optimum bagi tanaman.

Berdasarkan data yang diperoleh pada percobaan tanah kering udara pada tanah Vertisol  mempunyai kadar air tanah kering udara pada ulangan I yaitu 14,1%, ,pada ulangan II yaitu  14,18 % dan pada ulangan III yaitu 14,04 dengan rata-rata 14,10%.

Berdasarkan data yang diperoleh pada percobaan penetapan kadar air kapasitas lapang tanah Vertisol  pada ulangan pertama diperoleh  36,15 % dan  pada ulangan kedua sebesar 37,49% dengan rata-rata adalah 36,82%.

Berdasarkan percobaan penetapan kadar air maksimum  pada tanah Vertisol dapat diperoleh data yaitu pada KAM-1 sebesar 159,75% dan KAM-2 sebesar 91,97% dengan rata-rata 125,86 %.

Menurut Raes (1988) Kandungan air antara kapasitas lapang dan titik kritis disebut RAW (Readily Available Water). Perbandingan antara RAW dengan total air tanah yang tersedia dipengaruhi oleh iklim, evapotranspirasi, tanah, jenis tanaman dan tingkat pertumbuhan tanaman.

 Berikut jawaban pertanyaan-pertanyaan dari halaman lima.

1.      a. air higroskopis ialah air yang diabsorbsi oleh tanah dengan kuat sehingga tidak tersedia bagi tanaman.

b. air kapiler ialah air tanah yang ditahan akibat adanya gaya kohesi dan adhesi yang lebih kuat dibandingkan gaya gravitasi.

c. air gravitasi ialah air yang tidak dapat ditahan oleh tanah karena mudah meresap kebawah akibat adanya gaya gravitasi.

2.      Diketahui kadar air kering udara = 25%, bobot tanah kering mutlak 24 gr. Berapa bobot tanah kering udara ?

           

 = 600 g

3. Faktor-faktor yang mempengaruhi kadar air tanah antara lain :

-           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

-           Kenyawa kimiawi atau kandungan garam-garam

-           Kedalaman solum tanah atau lapisan tanah    (Hardjowigeno, 2007).

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A.                Kesimpuan

Berdasarkan hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa. Kadar dan komposisi udara tanah sebagian besar ditentukan oleh hubungan air dan tanah. Kadar air tanah merupakan perbandingan berat air yang terkandung dalam tanah dengan berat kering tanah tersebut.Tinggi rendahnya kapasitas lapang tergantung pada jenis tanah dan ruang pori-pori total pada setiap jenis tanah berbeda. Tinggi rendahnya kadar air maksimum tergantung juga pada jenis tanah, sebab tanah juga mempunyai tekstur yang berbeda pula tergantung jenis tanah tersebut.

B.                 Saran

            Dibutuhkan ketelitian baik dalam praktikum maupun dalam perhitungan.