© Dictio 2017 - 2019, Inc. All Rights Reserved. Terms of Use | About Us | Privacy Policy


Apa yang dimaksud dengan Permeabilitas tanah?

Tanah

Permeabilitas tanah adalah daya lolos air dalam tanah, yang dinyatakan dalam mL per jam. Sifat ini berkaitan erat dengan struktur tanah, tekstur tanah, bahan organik tanah, dan pencucian unsur hara tanah. Struktur tanah yang mampat atau padat, permeabilitas tanahnya sangat lambat. Tanah klei mempunyai permeabilitas yang rendah, dan tanah pasir, permeabilitasnya sangat cepat. Bahan organik tanah yang tinggi, permeabilitas tanahnya juga tinggi. Permeabilitas tanah yang tinggi kemungkinan terjadinya pencucian unsur hara dari profil tanah ke tanah bagian bawah profil tanah, sehingga unsur hara tanah tidak mungkin dijangkau perakaran tanaman.

Sifat fisik tanah yang paling penting adalah kapasitas menahan air yang tersedia, yang berkaitan dengan tekstur tanah dan kandungan bahan organik. Indikator tentang kondisi drainase juga penting, misalnya kedalaman muka air tanah, permeabilitas lapisan bawah, yang berhubungan dengan kedalaman perakaran dan permeabilitas (Seta, 1994).

Permeabilitas tanah merupakan kemampuan tanah untuk meneruskan air atau udara. Permeabilitas umumnya diukur sehubungan laju aliran air melalui tanah dalam suatu massa waktu dan dinyatakan sebagai cm/jam(Foth, 1984).

Permeabilitas tanah dapat mempengaruhi kesuburan tanah. Permeabilitas berbeda dengan drainase yang lebih mengacu pada proses pengaliran air saja, permeabilitas dapat mencakup bagaimana air, bahan organik, bahan mineral, udara dan partikel – partikel lainnya yang terbawa bersama air yang akan diserap masuk kedalam tanah (Rohmat, 2009).

Untuk menentukan besarnya permeabilitas tanah dapat dihitung dengan menggunakan Hukum Darcy yang merupakan satu ukuran pengaliran air pada tanah jenuh seperti dapat dilihatpada Gambar dibawah ini.

Permeameter Permukaan Konstan
Gambar Permeameter Permukaan Konstan (Constant – Head Permeameter) (Israel and Hansend, 1962).

Dengan permukaan yang dijaga konstan, di mana aliran air yang masuk terus menerus ataupun penambahan air secara kontinyu sehingga aliran air yang stabil melalui tanah.

Gambar diatas menggambarkan dua permeameter permukaan konstan yang digunakan untuk tes di laboratorium (a) dan studi lapangan (b).

k= QL / AhL

dimana:
k = koefisien permeabilitas (cm/jam)
Q = debit aliran (cm3/jam)
A = luas permukaan (cm2)
hL = ketinggian dari permukaan air hingga dasar tabung (cm)
L = ketinggian tabung dalam tanah (cm)

Cepat atau lambatnya tanah meneruskan air atau udara dalam tanah dapat dilihat pada kelas permeabilitas, seperti yang disajikan pada Tabel berikut.

Tabel. Kelas permeabilitas tanah:

Kelas Permeabilitas(cm/jam)
Sangat lambat < 0,125
Lambat 0,125 – 0,50
Agak lambat 0,50 – 2,00
Sedang 2,00 – 6,25
Agak cepat 6,25 – 12,50
Cepat 12,50 – 25,00
Sangat cepat >25,00

Sumber : Uhland and O’neal, 1951.

Tanah dengan permeabilitas tinggi menaikkan laju infiltrasi dan dengan demikian, menurunkan laju air larian. Koefisien permeabilitas terutama tergantung pada ukuran rata-rata pori yang dipengaruhi oleh distribusi ukuran partikel, bentuk partikel dan struktur tanah. Secara garis besar, makin kecil ukuran partikel, makin kecil pula ukuran pori dan makin rendah koefisien permeabilitasnya.

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Permeabilitas


Beberapa faktor yang mempengaruhi permeabilitas tanah diantaranya tekstur, porositas, kandungan bahan organik, kerapatan massa, kerapatan partikrel dan kedalaman efektif tanah.

Tekstur Tanah

Tekstur adalah ukuran proporsi kelompok ukuran butir-butir primer bagian mineral tanah. Tanah-tanah yang bertekstur kasar (tanah-tanah berpasir) mempunyai kapasitas dan laju infiltrasi yang tinggi sehingga jika tanah tersebut dalam maka erosi dapat diabaikan, demikian pula dengan tanah bertekstur pasir halus juga mempunyai kapasitas infiltrasi yang tinggi tetapi jika terjadi aliran permukaan maka butir-butir halu sini akan mudah sekali terangkut.

Tekstur tanah yang paling peka terhadap erosi adalah debu, pasir sangat halus.

Ukuran relatif partikel tanah dinyatakan dalam istilah tekstur, yang mengacu pada kehalusan dan kekasaran tanah. Lebih khasnya tekstur adalah perbandingan relatif pasir, debu dan tanah liat. Partikel pasir berukuran relatif lebih besar dan oleh karena itu menunjukan luas permukaan tanah yang kecil dibandingkan dengan yang ditunjukan oleh partikel-partikel debu dan tanah liat yang berbobot sama (Foth,1984).

Tekstur tanah merupakan salah satu sifat tanah yang sangat menentukan kemampuan tanah menunjang pertumbuhan tanaman. Tekstur tanah akan mempengaruhi kemapuan tanah menyimpan dan menghantarkan air, menyimpan dan menyediakan hara tanaman.

  • Tanah pasir yaitu dengan kandungan pasir >79%, porositasnya rendah (<40%), sebagian ruang pori berukuran besar sehingga aerasinya baik, daya hantar air cepat, tetapi kemampuan menyimpan zat hara rendah. Tanah pasir mudah diolah, sehingga disebut juga tanah ringan.

  • Tanah Liat. Tanah disebut bertekstur liat jika kandungan liat pada tanah tersebut >35%, kemampuan menyimpan air dan hara tanaman tinggi. Tanah liat juga disebut tanah berat karena sulit diolah.

  • Tanah berlempung, merupakan tanah dengan proporsi pasir, debu, dan liat sedemikian rupa sehingga sifatnya berada diantara tanah berpasir dan berliat.

Tekstur tanah merujuk pada tingkat kekasaran atau kehalusan dari tanah. Secara spesifik, tekstur adalah bagian relatif dari pasir, debu dan liat dalam suatu massa tanah. Partikel-partikel tanah primer mempunyai bentuk dan ukuran yang berbeda-beda dan dapat digolongkan ke dalam tiga fraksi. Ada yang berdiameter besar sehingga dengan mudah dapat dilihat dengan mata telanjang, tetapi ada pula yang sedemikian halusnya sehingga tidak dapat dilihat dengan mata telanjang (Sarief, 1986).

Tekstur tanah menunjukan kasar atau halusnya suatu tanah. Terdapat perbedaan penting lainya antara pasir, dan liat pada beberapa tanah yang dihubungkan dengan kemampuan tanah tertentu untuk menyediakan element- element tanaman yang esensial (kesuburan tanah). Pada umumnya unsur hara yang esensial dan dapat tersedia sebagai partikel debu, area permukaanya per gram lebih besar, dan tingkat pelapukannya lebih cepat dari pada pasir yang menyebabkan tanah lebih subur dari pada tanah berpasir.

Menurut Hanafiah (2007), berdasarkan kelas teksturnya, maka tanah digolongkan menjadi :

  • Tanah bertekstur kasar atau tanah berpasir, tanah yang mengandung minimal 70% pasir yaitu bertekstur pasir atau pasir berlempung.

  • Tanah bertekstur halus atau kasar, berarti tanah yang mengandung minimal 37,5% liat atau bertekstur liat, liat berdebu atau liat berpasir.

  • Tanah bertekstur sedang atau tanah berlempung, terdiri dari tanah bertekstur sedang tetapi agak kasar meliputi tanah yang bertekstur lempung berpasir ( sandy loam ) atau lempung berpasir halus, tanah bertekstur sedang meliputi yang bertekstur berlempung berpasir sangat halus, lempung (loam), lempung berdebu (silty loam) atau debu (silt) dan tanah bertekstur sedang tetapi agak halus mencakup lempung liat (clay loam), lempung liat berpasir (sandy clay loam), atau lempung liat berdebu (sandy silt loam).

Tekstur sangat mempengaruhi permeabilitas tanah, karena berkaitan dengan kemampuan tanah meloloskan air. Misalnya tanah yang bertekstur pasir akan mudah melewatkan air dalam tanah. Hal ini terkait dengan pengaruh tekstur terhadap proporsi bahan koloidal, ruang pori dan luas permukaan adsorbsi. Semakin halus teksturnya akan makin deras luas permukaan adsorbsi sehingga semakin besar kapasitas simpan airnya, hasilnya berupa peningkatan kadar dan ketersediaan air tanah.

Kandungan bahan organik

Bahan organik adalah segala bahan-bahan atau sisa-sisa yang berasal dari tanaman, hewan dan manusia yang terdapat dipermukaan atau di dalam tanah dengan tingkat pelapukan yang berbeda. Pengaruh pemberian bahan organikterhadap sifat biologis tanah adalah meningkatkan aktivitas mikroorganisme, sehingga kegiatan mikroorganisme dalam menguraikan bahan organik juga meningkat.

Karbon merupakan bahan organik yang utama yaitu berkisar 47% karbon diserap tanaman berasal dari udara, kemudian bahan organik didekomposisikan kembali dan membebaskan sejumlah karbon udara bereaksi dalam membentuk asam karbonat Ca,Mg,K atau bikarbonat (Hakim, 1986).

Pengaruh pemberian bahan organik terhadap terhadap sifat biologis tanah adalah meningkatkan aktivitas mikroorganisme, sehingga kegiatan mikroorganisme dalam menguraikan bahan organik juga meningkat. Dengan demikian unsur hara yang terdapat didalam tanah tersedia bagi tanaman. Tersedianya organik dalam tanah mempengaruhi populasi dan jenis mikroba (bakteri, jamur) di dalam tanah (Kartasapoetra, 1998).

Penambahan bahan organik dalam tanah dapat memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologis tanah seperti meningkatkan aktivitas mikroorganisme yang dapat melepaskan asam organik yang tersedia dalam tanah, meningkatkan total ruang pori tanah, menurunkan kepadatan tanah yang dapat menyebabkan kemampuan mengikat air dalam tanah tinggi. Bahan organik juga dapat menyumbangkan unsur hara N, P, K, Ca, Mg serta mengurangi fiksasi fosfat oleh Al dan Fe dalam tanah (Suharta, 2008).

Kohnke (1968) menyatakan bahwa fungsi bahan organik adalah sebagai sumber makanan dan energi bagi mikroorganisme, membantu keharaan tanaman melalui perombakan dirinya sendiri melalui kapasitas pertukaran humusnya, menyediakan zat-zat yang dibutuhkan dalam pembentukan pemantapan agregat- agregat tanah, memperbaiki kapasitas mengikat air dan melewatkan air, serta membantu dalam pengendalian limpasan permukaan dan erosi.

Adanya bahan organik dalam tanah akan memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah seperti meningkatkan aktivitas mikroorganisme yang dapat melepas asam organik yang tersedia dalam tanah, meningkatkan total ruang pori tanah, menurunkan kepadatan tanah yang dapat menyebabkan kemampuan mengikat air dalam tanah tinggi (Susanto, 2005).

Kerapatan Massa tanah ( Bulk Density )

Kerapatan massa menyatakan tingkat kepadatan tanah yaitu berat kering suatu volume tanah dalam keadaan utuh yang biasanya dinyatakan dengan g/cm3.

Perkembangan struktur yang paling besar pada tanah-tanah permukaan dengan tekstur halus menyebabkan kerapatan massanya lebih rendah dibandingkan tanah berpasir (Foth, 1984).

Pemberian bahan organik pada tanah dapat menurunkan bulk density tanah, hal ini disebabkan oleh bahan organik yang di tambahkan mempunyai kerapatan jenis yang lebih rendah. Kemantapan agregat yang semakin tinggi dapat menurunkan bulk density tanah maka persentase ruang pori – pori semakin besar dan kapasitas mengikat air semakin tinggi (Kartasapoetra dan Sutedjo, 2005).

Menurut Islami dan Utomo (1995) besarnya bobot volume ( bulk density ) tanah-tanah pertanian bervariasi dari sekitar 1,0 g/cm3 sampai 1,6 g/cm3, yang dipengaruhi oleh tekstur tanah, kandungan bahan organik tanah dan struktur tanah atau lebih khusus bagian rongga pori tanah. Nilai porositas pada tanah pertanian bervariasi dari 40% sampai 60%.

Kerapatan masa tanah erat hubungannya dengan penetrasi akar produksi tanaman. Jika terjadi pemadatan tanah maka air dan udara sulit disimpan dan ketersediannya terbatas dalam tanah menyebabkan terhambatnya pernapasan akar dan penyerapan air dan memiliki unsur hara yang rendah karena memiliki aktivitas mikroorganisme yang rendah (Hakim, 1986).

Kerapatan massa tanah menunjukkan perbandingan berat tanah terhadap volume total (udara, air, dan padatan) yang dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

ρ = Ms / b Vt

di mana :
ρb = kerapatan massa (g/cm3)
Ms = berat tanah (gr)
Vt = volume total (cm3) (Hillel, 1981)

Menurut Nurmi, dkk (2009) nilai bulk density berbanding terbalik dengan ruang pori total tanah. Nilai bulk density yang tinggi menunjukkan bahwa tanah tersebut lebih padat dibandingkan dengan tanah-tanah yang memiliki nilai bulk density yang lebih rendah. Semakin padat suatu tanah, volume pori pada tanah tersebut semakin rendah.

Mustofa (2007) menyatakan bahwa nilai bobot isi dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya pengolahan tanah, bahan organik, pemadatan oleh alat-alat pertanian, tekstur, struktur, kandungan air tanah, dan lain-lain. Pengolahan tanah yang sangat intensif akan menaikkan bobot isi. Hal ini disebabkan pengolahan tanah yang intensif akan menekan ruang pori menjadi lebih sedikit dibandingkan dengan tanah yang tidak pernah diolah.

Menurut Nurmi, dkk (2009) nilai bulk density berbanding terbalik dengan ruang pori total tanah. Nilai bulk density yang tinggi menunjukkan bahwa tanah tersebut lebih padat dibandingkan dengan tanah-tanah yang memiliki nilai bulk density yang lebih rendah. Semakin padat suatu tanah, volume pori pada tanah tersebut semakin rendah.

Kerapatan Butir Tanah ( Partikel Density )

Kerapatan butir tanah menyatakan berat butir-butirpadat tanah yang terkandung di dalam tanah. Menghitung kerapatan butir tanah, berarti menentukan kerapatan partikel tanah dimana pertimbangan hanya diberikan untuk partikel yang solid. Oleh karena itu kerapatan partikel setiap tanah merupakan suatu tetapan dan tidak bervariasi menurut jumlah ruang partikel. Untuk kebanyakan tanah mineral kerapatan partikelnya rata-ratasekitar 2,6 g/cm3. Kandungan bahan organik di dalam tanah sangat mempengaruhi kerapatan butir tanah, akibatnya tanah permukaan biasanya kerapatan butirnya lebih kecil dari subsoil. Walau demikian kerapatan butir tanah tidak berbeda banyak pada tanah yang berbeda, jika tidak, akan terdapat suatu variasi yang harus mempertimbangkan kandungan tanah organik atau komposisi mineral (Foth, 1984).

Kandungan bahan organik di dalam tanah sangat mempengaruhi kerapatan butir tanah. Semakin banyak kandungan bahan organik yang terkandung dalam tanah, maka makin kecil nilai kerapatan partikelnya. Selain itu, dalam volume yang sama, bahan organik memiliki berat yang lebih kecil daripada benda padat tanah mineral yang lain. Sehingga jumlah bahan organik dalam tanah mempengaruhi kerapatan butir. Akibatnya tanah permukaan kerapatan butirnya lebih kecil daripada sub soil . Dengan adanya bahan organik, menyebabkan nilai kerapatan partikelsemakin kecil (Hanafiah, 2007).

Untuk menentukan particle density, yang diperhatikan adalah pada partikel-partikel bagian padat dari tanah. Oleh karena itu particle density dari setiap jenis tanah adalah konstan, tidak bervariasi dengan jumlah ruang antara partikel-partikel tanah. Kerapatan partikel tanah menunjukkan perbandingan antara massa tanah kering terhadap volume tanah kering dengan persamaan:

ρ = Ms / s Vs

di mana :
ρs= kerapatan partikel (g/cm3)
Ms = massa tanah kering (gr)
Vs = volume tanah kering (cm3)
(Hillel, 1981).

Porositas

Porositas adalah proporsi ruang pori total (ruang kosong) yang terdapat dalam satuan volume tanah yang dapat ditempati oleh air dan udara, sehingga merupakan indikator kondisi drainase dan aerasi tanah. Tanah yang porous berarti tanah yang cukup mempunyai ruang pori untuk pergerakan air dan udara sehingga muda keluar masuk tanah secara leluasa (Hanafiah, 2005 ).

Ruang pori tanah adalah bagian yang diduduki udara dan air. Jumlah ruang pori sebagian ditentukan oleh susunan butir-butir padat, apabila letak keduanya cendrung erat seperti pada pasir atau subsoil yang padat, total porositasnya rendah sedangkan tersusun dalam agregat yang bergumpal seperti yang kerap terjadi pada tanah-tanah yang bertekstur sedang yang besar kandungan bahan organiknya, ruang pori persatuan volume akan tinggi (Bukman dan Brady, 1982).

Porositas tanah dipengaruhi oleh kandungan bahan organik, struktur tanah, dan tekstur tanah. Porositas tanah tinggi kalau bahan organik tinggi. Tanah dengan struktur granuler/remah, mempunyai porositas yang tinggi daripada tanah-tanah dengan struktur pejal. Tanah dengan tekstur pasir banyak mempunyai pori-pori makro sehingga sulit menahan air (Hardjowigeno, 2003 ).

Sistem perakaran merupakan faktor lain yang diduga berpengaruh terhadap tinggi rendahnya nilai porositas tanah. Sistem perakaran tanaman akan melakukan pentrasi secara vertikal dan lateral untuk menyerap unsur hara. Secara tidak langsung akar-akar tanaman akan mengikat butir-butir tanah, sehingga tanah menjadi remah (Saribun, 2007).

Pengaruh pemadatan terhadap permeabilitas tanah adalah memperlambat permeabilitas tanah karena pori kecil yang menghambat gerakan air tanah makin meninggi. Selanjutnya permeabilitas akan meningkat bila: 1) agregasi butir-butir tanah menjadi remah, 2) adanya bahan organik, 3) terdapat saluran bekas lubang yang terdekomposisi, dan 4) porositas tanah yang tinggi. Pengaruh pemadatan terhadap permeabilitas tanah terjadi karena pori kecil yang menghambat gerakan air meningkat (Sarief, 1989).

Tanah bertekstur kasar mempunyai persentase ruang pori total lebih rendah dari pada tanah bertekstur halus, meskipun rataan ukuran pori bertekstur kasar lebih besar dari pada ukuran pori tanah bertekstur halus (Arsyad, dkk, 1989). Kelas porositas tanah dapat dilihat pada Tabel berikut ini

Tabel Kelas porositas tanah yaitu :

Porositas (%) Kelas
100 Sangat Porous
80-60 Porous
60-50 Baik
50-40 Kurang Baik
40-3- Jelek
<30 Sangat Jelek

Sumber : Arsyad, 1989

Kerapatan massa berbanding terbalik dengan porositas tanah, bila kerapatan massa tanah rendah maka porositas tinggi dan sebaliknya bila kerapatan massa tanah tinggi maka porositas rendah. Pengelolaan lahan juga turut mempengaruhi proses pemadatan tanah. Dimana partikel halus akan mengisi pori tanah sehingga kerapatan massa akan semakin besar (Monde, 2010).

Kedalaman Efektif Tanah

Kedalaman efektif tanah adalah kedalaman yang baik bagi pertumbuhan akar tanaman, yaitu sampai kepada lapisan yang tidak dapat ditembus oleh akar tanaman. Lapisan tersebut dapat berupa lapisan padas keras, padas liat, padas rapuh (Arsyad, 1989).

Kedalaman efektif adalah kedalaman tanah yang masih dapat ditembus oleh akar tanaman. Pengamatan kedalaman efektif dilakukan dengan mengamati penyebaran akar tanaman. Banyaknya perakaran, baik akar halus maupun akar kasar, serta dalamnya akar-akartersebut dapat menembus tanah dan bila tidak dijumpai akar tanaman, maka kedalaman efektif ditentukan berdasarkan kedalaman solum tanah (Hardjowigeno, 1993).

Kedalaman tanah berhubungan dengan ketebalan lapisan atas dan lapisan bawah sampai lapisan batuan induk. Tanah dangkal merupakan masalah yang terbesar di dalam manajemen lahan dan perkembangannya.Kegunaan dari mengetahui kedalaman tanah adalah dapat menentukan dalam perkembangan akar dan ketersediaan air. Tanah dengan kedalaman dangkal akan membatasi ketersediaan air dan pertumbuhan akar. Demikian juga, tanah dangkal pada area yang datar dengan permeabilitas rendah akan mungkin tergenang secara musiman (Hardjowigeno, 2003).

Penetapan kedalaman efektif suatu solum tanah adalah melalui penyidikan pada kedalaman penetrasi perakaran tanaman yang tidak mempunyai lapisan padat yang dapat menghambat penetrasi akar, maka perakaran tanaman akan berpeluang menembus sampai perbatasan mineral tanah dan bahan geologis atau bukan tanah.

Kedalaman efektif tanah dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

  • dalam (> 90 cm),
  • sedang (50 – 90 cm),
  • dangkal (25 – 50 cm),
  • sangat dangkal (< 25 cm) (Foth, 1998).