penetapan kadar air tanah

I.           PENDAHULUAN

A.    Latar belakang

Kadar air tanah dinyatakan dalam persen volume yaitu persentase volume air terhadap volume tanah. Cara penetapan kadar air dapat dilakukan dengan sejumlah tanah basah dikering ovenkan dalam oven pada suhu 100⁰ C – 110⁰ C 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. Jumlah air yang bergerak melalui tanah berkaitan dengan ukuran pori-pori pada tanah.

Air mempunyai fungsi yang penting dalam tanah, antara lain pada proses pelapukan mineral dan bahan organik tanah, yaitu reaksi yang mempersiapkan hara larut bagi pertumbuhan tanaman. Selain itu, air juga berfungsi sebagai media gerak hara ke akar-akar tanaman. Akan tetapi, jika air terlalu banyak tersedia, hara-hara dapat tercuci dari daerah-daerah perakaran atau bila evaporasi tinggi, garam-garam terlarut mungkin terangkat kelapisan tanah atas. Air yang berlebihan juga membatasi pergerakan udara dalam tanah, merintangi akar tanaman memperoleh O₂ sehingga dapat mengakibatkan tanaman mati.

Dua 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. Akan tetapi jumlah ini juga dipengaruhi oleh faktor-faktor luar seperti jumlah curah hujan tahunan dan sebaran hujan sepanjang tahun.

B.    Tujuan

            Menetapkan kadar air contoh tanah kering angin, kapasitas lapang, dan kadar air maksimim tanah dengan metode gravimetri (perbandingan air dengan masa padatan tanah) atau disebut berdasarkan % berat.

II.    METODE KERJA

A.    Alat dan bahan

a.      Alat

Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah btol timbang, timbangan analitis, keranjang kuningan, cawan tembaga porus, bejana seng, kertas label, sepidol, pipet ukur 2mm, bak perendam, serbet, kertas saring, oven, tang penjepit dan eksikator.

b.     Bahan

      Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah air, tanah kering angin, yang terdiri dari tanah andisol, vertisol, inceptisol, ultisol dan entisol.

B.    Prosedur kerja

1.     Kadar air tanah kering udara

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

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

c.        Botol timbasng yang berisi tanah dimasukan kedalam oven dengan keadaan tutup terbuka. Pengovenan dilakukan pada suhu 105-110⁰C selama minimal 4 jam.

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

e.        Botol timbang yang telah ditutup dikeluarkan dari oven dengan menggunakan tang penjepit, lalu dimasukan kedalam 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:

Kadar air kering udara =  (b – a) X 100%

                             (c – a)

2.     Kadar air kapasitas lapang (metode pendekatan)

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

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

c.      Contoh tanah kering angin diameter 2mm dimasukan kedalam 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, diletakkan 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 =     2            X 100% + Ka

                                                        b – (a + 2)

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), dimasukan kedalam Petridis kemudian ditimbang (=a gram)

c.      Cawan tembaga porus dikeluarkan dari Petridis, diisi dengan contoh tanah halus ( diameter 0,5 mm) kurang lebih 1/3-nya, cawan diketuk-ketuk perlahan sampai oermukaan tanahnya rata, contoh tanah halus ditimbang 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 dibawahnya agar air bebas masuk kedalam 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), dimasukan kedalam cawan Petridis yang digunakan pada waktu penimbangan pertama, lalu ditimbang(= b gram)

f.      Cawan tembaga porus dimasukan kedalam oven selama 24 jam dengan suhu 105-110⁰C

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

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

Perhitungan:

Kadar air maksimum =    (b – a) – (c – d )   X 100%

                                                        (c – d)

III. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

A.    HASIL PENGAMATAN

Jenis tanah : Andisol

1.     Tanah kering udara

Ulanagan	Botol timbang kosong (a g)	(a)+contoh tanah (b g)	(b)setelah dioven (c g)	Kadar air tanah kering udara (%)
ka 1	26,5203	32,2687	31,4014	17,768
Ka 2	25,5888	29,9273	29,2619	18,115
	Rata-rata			17,941

2.     Kapasitas lapang

Ulanagan	Keranjang kuningan kosong (a g)	(a)+ gumpalan tanah basah  (b g)	Kadar air kapasitas lapang (%)
KL-1	31,659	45,2172	35,068
KL-2	31,8677	42,3180	41,782
	Rata-rata		38,425

3.     Kadar air maksimum

Ulangan	Cawan + kertas saring jenuh + petridish ( a g)	(a)+tanah basah jenuh air (b g)	(b) setelah dioven 24 jam (c g)	Petridish+cawan+kertas saring setelah dioven (d g)	Kadar air maksimum (%)
KAM-1	72,7294	114,4054	91,66	71,79	109,743 %
KAM-2	71,1906	119,0497	93,17	70,52	111,295 %
	Rata-rata				110,52 %

Perhitungan:

1.     Tanah kering udara

a.      Ka-1    = (b – a) X 100%

   (c – a)

                                   

                                    = 32,2687 - 31,4014  X 100%

                                 31,4014 - 26,5203

                              = 17,768 %

b.     Ka-2    = b – c  X 100%

   c – a

                              = 29,9273 - 29,2619  X 100%

                                 29,2619 - 25,5888

                              = 18,115 %

2.     Kapasitas lapang

a.      KL-1   =          2            X 100% + Ka

                                         b – (a + 2)

                                    =                      2                 X 100% + 17,768

                                        45,2172 – (31,659 + 2)

                                    = 35,068 %

b.     KL-2   =          2            X 100% + Ka

                                         b – (a + 2)

            =                      2                 X 100% + 18,115

                                       42,3180 – (31,8677 + 2)

                                    =41,782 %

3.     Kadar air maksimum

a.      KAM-1 =  (b – a) – (c – d )  X 100%

                                     (c – d)

                         = (114,4054 - 72,7294) – (91,66 - 71,79)  X 100%

                                                            (91,66 - 71,79)

                                      = 109,743%

b.     KAM-2 =  (b – a) – (c – d )  X 100%

                                    (c – d)

                        

                       

                         = (119,0497 – 71,1906) – (93,17 - 70,52)  X 100%

                                                   (93,17 - 70,52)

                                     = 111,298%

B.    PEMBAHASAN

1.     Tanah kering udara

Tanah adalah kumpulan dari benda alam dipermukaan bumi yang tersusun dalam horizon-horizon, terdiri dari campuran bahan mineral,bahan organik, air dan udara. Berdasarkan gaya yang bekerja pada air tanah yaitu gaya adhesi, kohesi dan gravitasi, maka air tanah dibedakan menjadi :

1.     air higroskopis

2.     air kapiler

3.     air gravitasi

Air higroskopis adalah air yang diabsorbsi oleh tanah dengan sangat kuat, sehingga tidak tersedia dalam jumlah banyak bagi tanaman. Air kapiler adalah air tanah yang tertahan oleh tanah karena gaya adhesi dan kohesi yang lebih besar dari pada gaya gravitasinya. Sedangkan air gravitasi adalah air yang tidak bias ditahan oleh tanah akibat gaya gravitasi yang menyebabkan air meresap ke bawah.

Berdasarkan teori diatas, maka diadakan praktikum yang menerapkan kadar air seperti tanah kering udara, kapasitas lapang dan kadar air maksimum dengan metode gravimetri (perbandingan massa air dengan massa padatan tanah) atau berdasarkan % berat.

Dari hasil yang diperoleh, diketahui bahwa kandungan air tanah di dalam tanah Andisol pada ulangan pertaman dan kedua terbilang rendah yaitu rata-ratanya 17,941%. Keadaan tersebut dapat dipengaruhi oleh kandungan bahan organik tanah dan kedalaman solum di dalam ring sampel. Hal ini sesuai dengan pendapat Hanafiah (2007) yang menyatakan bahwa 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.

2.     Kapasitas lapang

Kapasitas lapang adalah keadaan tanah yang cukup lembab yang menunjukan air terbanyak yang dapat ditahan oleh tanah terhadap gaya tarik gravitasi. Air yang dapat ditahan oleh tanah tersebut terus menerus diserap oleh akar tanaman atau menguap sehingga tanah makin lama makin mengering. Pada suatu saat akar tanaman tidak mampu lagi menyerap air tersebut sehingga tanaman menjadi layu (titik layu permanen).

Kandungan air tanah antara kapasitas lapang dan titik layu permanen disebut total air tanah tersedia (TAW, Total Available Water). Titik kritis adalah batas minimum air tersedia yang dipertahankan agar tidak habis mengering diserap tanaman hingga mencapai titik layu permanen. Titik kritis ini berbeda untuk berbagai jenis tanaman, tanah, iklim serta diperoleh berdasarkan penelitian di lapangan (Benami dan Offen, 1984 dalam Yanwar , 2003).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 (Raes,1988).

Kadar air kapasitas lapang pada tanah Andisol sebesar 35,068% pada ulangan pertama dan 41,782% pada ulangan kedua, sehingga diperoleh rata-ratanya adalah 38,425% pada ulangan kedua kapasitas air lapang lebih besar karena dipengaruhi oleh besar kecilnya pemberian air pada permukaan tanah. Hal ini sesuai dengan pendapat Bukman and Brady (1982) yang menyatakan bahwa jika pemberian air pada permukaan tanah dihentikan, air akan turun ke bawah lebih cepat.

3.     Kadar air maksimum

Kadar air maksimum tanah andisol pada ulangna pertama adalah 109,743% dan 111,298% pada ulangan kedua, sehingga diperoleh rata-ratanya sebesar 110,52%.

Contoh untuk perhitungan bobot tanah kering udara misalnya diketahui kadar tanah kering udara 25%, bobot tanah kering mutlak 24 gram, maka bobot tanah kering udara dapat dicari dengan cara sebagai berikut :

Ka = Bobot tanah kering udara  X 100%                                                                                                          

       Bobot tanah kering mutlak

      = 25  X 100%

         24

      = 104,16%

Dari data atau hasil yang terdapat atau didapat, dapat dilihat bahwa masing-masing tanah mempunyai kadar air tanah kering udara, kadar air kapasitas lapang, dan kadar air maksimum yang berbeda-beda. Hal itu disebabkan oleh beberapa faktor:

1.            Jenis air yang yang diserap yang didasarkan pada air tanah yaitu gaya adhesi, kohesi dan gravitasi.

2.            Kemampuan tanah menahan air dipengaruhi antara lain oleh tekstur tanah. Tanah-tanah bertekstur kasar mempunyai daya menahanair yang lebih kecil dari pada tanah yang bertekstur halus. Oleh karenanya tanaman yang ditanam pada tanah pasir umunya lebih mudah kekeringan daripada tanah-tanah bertekstur lempung atau liat.

3.            Kadar bahan organic tanah (BOT). Semakin tinggi kadar BOT akan makin tinggi kadar dan ketersediaan air tanah.

4.            Senyawa kimiawi. Semakin banyak senyawa kimiawi di dalam tanah akan menyebabkan kadar dan ketersediaan air tanah menurun. Tanah kering udara adalah tanah yang tidak terkena cahaya matahari langsung.

Bahan organik tanah merupakan hasil dekomposisi atau elapukan bahan-bahan mineral yang terkandung didalam tanah. Bahan organik tanah juga dapat berasal dari timbunan mikroorganisme, atau sisa-sisa tanaman dan hewan yang telah mati dan terlapuk selama jangka waktu tertentu.bahan organik dapat digunakan untuk menentukan sumber hara bagi tanaman, selain itu dapat digunakan untuk menentukan klasifikasi tanah (Soetjito, dkk. 1992).

Sebagian besar air yang diperlukan oleh tumbuhan berasal dari tanah ( disebut air tanah ). Air ini harus tersedia pada saat tumbuhan memerlukannya. Kebutuhan air setiap tumbuhan berbeda. Kadar dan komposisi udara tanah sebagian besar ditentukan oleh hubungan air dan tanah. Udara tanah yang terdiri dari campuran gas itu bergerak menuju ke pori-pori yang belum diduduki oleh air (Hakim,1986).

Tumbuhan air umumnya memerlukan air lebih banyak dibandingkan jenis tumbuhan lain. Air diperlukan oleh tmbuhan untuk memenuhi kebutuhan biologisnya, antara lain untuk memenuhi transpirasi, dalam proses asimilasi untuk pembentukan karbohidrat, serta untuk mengangkut hasil-hasil fotosintesisnya ke seluruh jaringan tumbuhan. Air tanah berfungsi sebagai pelarut unsur hara dalam tanah. Air tanah dan unsur hara ini membentuk larutan tanah. Air tanah berfungsi membawa unsur hara ke permukaan akar tumbuhan. Di dalam jariingan atau tubuh tumbuhan ini juga berperan mengangkut unsur hara yang diserap akar ke seluruh tanaman (Indranada, 1994).

Tanah yang diovenkan beratnya akan berkurang dari berat awal. Hal inidikarenakan hilangnya kadar air yang terkandung pada tanah tersebut. Hal ini sesuai dengan literatur Craig (1994) yang menyatakan bahwa energi yang telah dilepaskan ketika air berubah dari uap air menjadi cairan. Pembebasan panas dan pembentukanair hujan merupakan sumber energi utama untuk sistem hujan. Bila butir-butir air hujan jatuh ke atas tanah kering dan diserap oleh permukaan partikel tanah, terjadi penurunan lebih lanjut dalam pergerakan dan mempunyai tapak positif dan negative.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kadar air di dalam tanah adalah :

1.     Kadar Bahan Organik Tanah

Bahan organic tanah mempunyai pori-pori yang jauh lebih banyak daripada partikel mineral tanah yang berarti luas permukaan penyerapan juga lebih banyak sehingga makin tinggi kadar bahan organic tanah makin tinggi kadar dan ketersediaan air tanah.

2.     Kedalaman Solum atau Lapisan Tanah

Kedalaman solum atau lapisan tanah menentukan volume simpan air tanah, semakin dalam maka ketersediaan dan kadar air tanah juga semakin banyak.

3.     Iklim dan Tumbuhan

Faktor iklim dan tumbuhan mempunyai pengaruh yang berarti pada jumlah air yang dapat diabsorbsi dengan efisiensi tumbuah dalam tanah. Temperatur dan perubahan udara merupakan perubahan iklim dan berpengaruh pada efisiensi pengguanaan air tanah dan penentuan air yang dapat hilang melalui saluran evaporasi permukaan tanah. Kelakuan akan ketahanan pada kekeringan keadaan dan tingkat pertumbuhan adalah fakto pertumbuhan yang berarti.

4.     Senyawa Kimiawi Garam-garam dan senyawa pupuk atau ameliorant baik alamaiah maupun non alamiah mempunyai gaya osmotic yang dapat menarik dan menghidrolisis air sehingga koefisien laju meningkat.

Faktor lainnya yang mempengaruhi kadar air tanah adalah tekstur tanah, dengan adanya perbedaan jenis tekstur tanah dapat menggambarkan tingkat kemampuan tanah untuk mengikat air, contohnya tanah yang bertekstur liat lebih mampu mengikat air dalam jumlah banyak dibandingkan tanah yang bertekstur pasir, sedangkan tanah bertekstur pasir lebih mampu mengikat air daripada tanah bertekstur debu.

Faktor lain yang mempengaruhi kadar air tanah adalah struktur tanah, pori tanah, dan peremeabilitas tanah. Tanah yang mempunyai ruang pori lebih banyak akan mampu menyimpan air dalam jumlah lebih banyak. Karena ruang-ruang pori tanah akan terisi oleh air.

IV. KESIMPULAN

            Setelah dilakukan kegiatan praktikum dan pembahasanya maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1.     kadar air tanah merupakan perbandingan berat air yang terkandung dalam tanah dengan berat kering tanah tersebut.

2.     Data yang kami peroleh dari hasil perhitungan untuk rata-rata kadar air tanah andisol adalah sebagai berikut:

a.      Kadar air tanah andisol kering udara sebesar 17,941%

b.     Kadar air kapasitas lapang tanah andisol sebesar 38,425%

c.      Kadar air maksimum tanah andisol sebesar 110,52 %

DAFTAR PUSTAKA

Hakim, Nurhajati dkk. 1986. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. UNILA: Lampung.

Hanafiah, K., A. 2007. Dasar-Dasar ILmu Tanah. Rajawali Pers : Jakarta.

Indranada, Henry . 1994 . Pengelolaan Kesuburan Tanah . Bumi Aksara :Semarang.

Raes, D. , Herman L. , Paul V. A. Matman dan V.B Martin. 1987. Irrigation Schedulling Information Sistem. Katholike Universiteit Leuven : Leuven.

Soetjipto . 1992 . Dasar-Dasar Irigasi . Erlangga :Jakarta.

Tweet

Postingan terkait:

Ditulis Unknown — Sunday, May 13, 2012 — Add Comment