Laporan Praktikum Dasar-Dasar Ilmu Tanah

LAPORAN PRAKTIKUM

DASAR-DASAR ILMU TANAH

ACARA II

Penetapan Kadar Air Tanah

Oleh :

Nama                           : Rifa Azzahro

NIM                             : A1L014184

Rombongan                 : C.2

PJ Asisten                    : Yeni Fatimah

KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIAN

PURWOKERTO

2015

I.                   PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Air sangat penting bagi kehidupan, baik manusia, hewan maupun tumbuhan. Seluruh proses metabolisme dalam tubuh makhluk hidup berlangsung dalam media air. Air dalam kehidupan sehari-hari digunakan untuk berbagai keperluan seperti keperluan rumah tangga, pertanian, ransportasi bahkan sampai industri. Air sebagai pelarut universal, memiliki kemampuan ntuk melarutkan berbagai zat, mulai fasa gas dari udara, fasa cair dari berbagai larutan, asa padat dan juga mikroorganisme. Oleh karena itu air banyak sekali mengandung berbagai zat terlarut maupun tidak terlarut, sehingga air sangat sukar diperoleh dalam keadaan murni.

Air yang terdapat di dalam tanah karena ditahan atau 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. Tumbuhan membutuhkan air sebagai salah satu bahan dasar pada proses fotosintesis. Ketersediaan air di tanah sangatlah berpengaruh pada pertumbuhan tanaman yang hidup di lingkungan tersebut.

Air merupakan salah satu komponen penting yang dibutuhkan oleh tanaman untuk tumbuh, berkembang dan bereproduksi. Air yang dapat diserap tanaman adalah air yang berada dalam pori-pori tanah di lapisan perakaran. Penyerapan air oleh tanaman dikendalikan oleh beberapa hal sebagai berikut : kebutuhan untuk transpirasi, kerapatan serta total panjang akar dan kandungan air tanah di lapisan jelajah akar tanaman.

B.     Tujuan

·         Menetapkan kadar air dari contoh tanah kering angin.

·         Menghitung kapasitas lapang dari contoh tanah kering angin yang diamati.

·         Menentukan kadar air maksimum tanah dengan metode gravimetri atau disebut  juga dengan % berat (perbandingan massa air dengan massa padatan tanah).

II.                TINJAUAN PUSTAKA

Air tanah adalah air yang bergerak dalam lapisan tanah yang terdapat di dalam ruang ruang antara butir butir tanah yang membentuk itu atau dikenal dengan air lapisan dan di dalam retakan retakan dari batuan yang dikenal dengan air celah. Keadaan air tanah ada yang tekekang dan air tanah bebas. Jika air tanah itu bebas maka permukaannya akan membentuk gradient yang dikenal dengan gradient hidrolik sehingga pergerakan air tanahnya akan membentuk sebuah kontur (Wahyudi 2009).

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. 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 (Sarief, 1986).

Kadar air tanah dapat ditetapkan secara langsung melalui pengukuran perbedaan berat tanah (disebut metode gravimetri) dan secara tidak langsung melalui pengukuran sifat-sifat lain yang berhubungan erat dengan air tanah (Gardner, 1986 dalam Hermawan, 2005).

III.             METODE PRAKTIKUM

A.    Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan untuk menetapkan kadar air tanah antara lain yaitu, botol timbang, keranjang kuningan, cawan tembaga porus, bejana seng, pipet ukur 2mm, bak perendam, kertas saring, oven, tang penjepit dan colet. Tanah yang  diamati ditimbang massanya menggunakan timbangan analitis. Selain itu, dibutuhkan juga eksikator untuk menurunkan suhu setelah tanah dikeluarkan dari oven. Label dan spidol digunakan untuk menandai setiap contoh tanah yang diamati.

Sedangkan bahan utama dalam praktikum ini yaitu contoh tanah yang telah dikeringanginkan. Tanah yang diamati dalam praktikum ini ada lima jenis, yaitu tanah inseptisol, andisol, ultisol, vertisol, dan. Masing-masing tanah disediakan dalam ukuran diameter 2 mm dan 0.5 mm. Praktikum ini juga membutuhkan sedikit air untuk membasahi tanah.

B.     Prosedur Kerja

·         Kadar air tanah kering udara

a.       Botol timbang dan penutupnya dibersihkan, lalu ditandai menggunakan label. Botol timbang kemudian ditimbang untuk mencari nilai a gram.

b.      Contoh tanah kering angin yang berdiameter 2mm dimasukkan ke dalam botol timbang. Banyaknya tanah yang digunakan kurang lebih setengah dari botol timbang. Setelah ditutup, botol timbang kembali ditimbang untuk mendapatkan nilai b gram.

c.       Kemudian botol timbang tersebut dimasukkan ke dalam oven dalam keadaan tutup terbuka. Suhu oven yang digunakan yaitu 105-110 ͦ C. Contoh tanah dioven selama minimal 4 jam.

d.      Saat waktu pengovenan selesai, botol timbang ditutup kembali dan diambil dari oven menggunakan tang penjepit. Botol timbang dimasukkan ke dalam eksikator selama 15 menit untuk menurunkan suhunya.

e.       Setelah itu, botol timbang diambil dan ditimbang kembali untuk mengetahui nilai c gram.

f.       Data yang sudah terkumpul dimasukkan ke dalam perhitungan untuk mendapatkan nilai kadar air dari contoh tanah kering angin yang diamati.

Rumus                       :

           Kadar air       =   × 100 %

Keterangan : (b-c) = massa air; (c-a) = massa tanah kering mutlak (massa padatan). 

·         Kadar air kapasitas lapang (metode pendekatan)

a.       Keranjang kuningan yang telah dibersihkan diberi label dan ditimbang untuk mendapatkan nilai a gram.

b.      Kemudian keranjang kuningan dimasukkan kedalam bejana seng.

c.       Contoh tanah kering angin berdimeter 2 mm dimasukkan ke dalam keranjang kuningan. Banyaknya tanah yang dimasukkan yaitu setinggi 2,5 cm. Tanah dituang dengan merata dan tanpa ditekan.

d.      Tanah yang telah berada dalam keranjang kuningan ditetesi air di tiga titik yang berbeda tanpa bersinggungan. Masing-masing titik ditetesi air sebanyak kurang lebih 0,67 ml. Bejana seng ditutup dan diletakkan di tempat yang teduh selama 15 menit.

e.       Setelah lewat 15 menit, keranjang kuningan dikeluarkan dari bejana seng dan diayak. Proses tersebut dilakukan secara hati-hati hingga tertinggal tiga gumpalan tanah lembab. Gumpalan tanah tersebut ditimbang bersama keranjang kuningan untuk mendapatkan nilai b gram.

f.       Kapasitas lapang dapat diketahui dengan memasukkan data yang telah diperoleh ke dalam rumus           :

Kapasitas lapang     =   × 100 % + Ka

Keterangan : Ka = kadar air yang diperoleh pada praktikum kadar air tanah kering angin.

·         Kadar air maksimum tanah

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

b.      Selembar kertas saring diletakkan pada dasar cawan tembga porus dan dijenuhi air. Cawan tembaga porus kemudian diletakkan di dalam petridis dan ditimbang untuk mendapatkan nilai a gram.

c.       Kemudian cawan tembaga porus diisi dengan contoh tanah berdiameter 0,5 mm secara merata. Pengisian dilakukan hingga cawan penuh dengan tanah. Saat melakukan pengisian, tanah tidak boleh ditekan. Kelebihan tanah di atas cawan diratakan dengan colet.

d.      Selanjutnya cawan direndam dalam bak perendaman dengan ditumpu bilah-bilah bambu. Hal ini dilakukan untuk mempermudah akses air masuk ke dalam cawan. Perendaman dilakukan selama kurang lebih 12-16 jam.

e.       Setelah direndam, permukaan tanah yang mengembang diratakan dengan colet lalu dibersihkan menggunakan serbet. Cawan kembali dimasukkan ke dalam petridis dan ditimbang. Hal ini bertujuan untuk mencari nilai b gram.

f.       Contoh tanah tersebut kemudian dimasukkan ke dalam oven selama 24 jam. Suhu oven yang digunakan kurang lebih 105-110 ͦ C.

g.      Selesai dioven, cawan diangkat dengan tang dan dimasukkan ke dalam eksikator selama 15 menit. Cawan tembaga porus dan petridisnya kemudian ditimbang untuk mendapatkan nilai c gram.

h.      Tanah dalam cawan kemudian dibuang. Cawan tembaga porus dibersihkan dan  kembali ditimbang dengan dialasi petrisdis yang sama untuk mendapatkan nilai d gram.

i.        Data yang telah terkumpul dimasukkan ke dalam rumus :

Kadar air maksimum =  × 100 %

IV.             HASIL DAN PEMBAHASAN

A.    Hasil

1.      Tanah Kering Udara

Ulangan	Botol timbang kosong (a g)	(a)+ contoh tanah (b g)	(b) setelah dioven (c g)	Kadar air tanah kering udara (%)
Ka 1	23,1639	30,2745	29,7141	8,56
Ka 2	24,2717	31,1904	30,6494	8,48
Rata-rata				8,52

2.      Kapasitas Lapang

Ulangan	Keranjang kuningan kosong (a g)	(a)+ gumpalan tanah basah (b g)	Kadar air kapasitas lapang (%)
KL-1	78,62	92,76	25,03
KL-2	76,98	88,03	30,58
Rata-rata			27,805

3.      Kadar Air Maksimum

Ulangan	Cawan + kertas saring jenuh + petridis (a g)	(a)+ tanah basah jenuh air (b g)	(b) setelah dioven 24 jam (c g)	Petridis + cawan setelah dioven (d g)	Kadar air maksimum (%)
KAM-1	97,94	157,73	130,90	96,87	75,69
KAM-2	83,05	146,30	117,92	81,84	75,30
Rata-rata					75,49

B.     Pembahasan

Air diperlukan oleh tumbuhan untuk memenuhi kebutuhan biologisnya, antara lain untuk memenuhi transpirasi, dalam proses asimilasi untuk pembentukan karbohidrat, serta untuk pengangkut hasil fotosintesisnya ke seluruh jaringan tumbuhan. Selain itu, air merupakan bagian penyusun tubuh tumbuhan. Air tanah berfungsi sebagai pelarut unsur hara dalam tanah. Air tanah dan unsur hara ini membentuk larutan tanah. Pada jaringan/tubuh tumbuhan, air ini juga yang berperan mengangkut unsur hara yang diserap akar ke seluruh tubuh tumbuhan.

Reaksi-reaksi kimia dalam tanah hanya berlagsung bila terdapat air. Pelepasan unsur-unsur hara dari mineral-mineral primer terutama juga karena pengaruh air yang kemudian mengangkutnya ke tempat lain (pencucian unsur hara). Sebaliknya kemampuan air menghanyutkan unsur hara dapat pula dimanfaatkan untuk mencuci garam-garam beracun yang berlebihan dalam tanah. Saat pengolahan tanah, air tanah juga berfungsi mempermudah pengolahan tanah, mengendalikan perubahan suhu, dan bila menggenang (pada sawah) dapat menghambat pertumbuhan gulma. (Hakim, et al, 1986).

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 :

·         Air higroskopik : air yang diserap tanah sangat kuat sehingga tidak dapat digunakan tanaman.

·         Air kapiler : air dalam tanah dimana gaya adhesi dan kohesi lebih kuat dari gravitasi. Air ini dapat bergerak ke samping atau ke atas karena adanya gaya-gaya kapiler. Sebagian besar dari gaya kapiler merupakan air yang tersedia bagi tanaman (Hardjowigeno, 2010).

Menurut Kartasapoetra (1987), 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 jam, sehingga air gravitasi sudah turun semua. Pada kondisi kapsitas lapang, 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 maka 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.

Faktor tumbuhan dan iklim mempunyai pengaruh yang berarti pada jumlah air yang dapat diabsorpsi dengan efisien tumbuhan dalam tanah. Kelakukan akan ketahanan pada kekeringan, keadaan dan tingkat pertumbuhan adalah faktor tumbuhan yang berarti. Temperatur dan perubahan udara merupakan perubahan iklim dan berpengaruh pada efisiensi penggunaan air tanah dan penentuan air yang dapat hilang melalui saluran evaporasi permukaan tanah. Diantara sifat khas tanah yang berpengaruh pada air tanah yang tersedia adalah hubungan tegangan dan kelembaban, kadar garam, kedalaman tanah, strata dan lapisan tanah (Buckman dan Brady, 1982).

Banyaknya kandungan air tanah berhubungan erat dengan besarnya tegangan air (moisture tension) dalam tanah tersebut. Kemampuan tanah dapat menahan air antara lain dipengaruhi oleh tekstur tanah. Tanah-tanah yang bertekstur kasar mempunyai daya menahan air yang lebih kecil dari pada tanah yang bertekstur halus. Pasir umumnya lebih mudah kering dari pada tanah-tanah bertekstur berlempung atau liat (Hardjowigeno, 2010).

Praktikum ini dilakukan untuk mengetahui kadar air tanah kering angin, kadar air kapasitas lapang, dan kadar air maksimum tanah. Nilai kadar air tanah kering menunjukkan kadar air yang terkandung atau dibawa oleh tanah tersebut sejak semula (secara alami). Sedangkan nilai kadar air kapasitas lapang menggambarkan baanyaknya air yang dapat ditahan oleh tanah setelah tanah dibasahi dan air gravitasi telah turun. Kadar air maksimum tanah merupakan nilai ambang batas banyaknya air yang dapat diserap oleh tanah hingga tanah tergenang air seluruhnya. Pada kondisi ini, pori-pori mikro dan makro tanah penuh dengan air. Hal tersebut menyebabkan tumbuhan kesulitan untuk mengadakan respirasi.

Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan pada percobaan tanah kering udara,  tanah inceptisol mempunyai kadar air tanah kering udara rata-rata 8,52 %. Sedangkan pada kadar air tanah kapasitas lapang dihasilkan rata-rata 27,805%. Kemudian untuk kadar air maksimum rata-rata yaitu 75,49 %. Menurut Soemarto (1989), kadar air berbeda-beda pada setiap daerah tergantung pada keadaan daerah tersebut. Nilai kadar air tanah berkisar antara 20 % - 100 % berarti tanah tersebut masih dapat dikatakan normal, tetapi jika kadar air melebihi 100 % tanah tersebut dikatakan jenuh air dan jika kurang dari 20 % tanah tersebut dikatakan kering. Kadar air tanah dinyatakan dalam persen volume yaitu persentase volume air terhadap volume tanah. Cara ini mempunyai keuntungan karena dapat memberikan gambaran tentang ketersediaan air bagi tanaman pada volume tanah tertentu. Cara penetapan kadar air dapat dilakukan dengan sejumlah tanah dikeringkan dengan  oven pada suhu 105 ͦC – 110 ͦC untuk waktu tertentu. Air yang hilang karena pengeringan merupakan sejumlah air yang terkandung dalam tanah tersebut.

V.                KESIMPULAN DAN SARAN

A.    Simpulan

1.      Air merupakan salah satu kompnen tanah. Air berfungsi untuk membantu reaksi kima yang berada dalam tanah dan melarutkan zat hara agar mudah di serap oleh tumbuhan.

2.     Kandungan air dalam tanah dapat dibedakan menjadi : air higroskopis, air kapiler dan air gravitasi.

3.     Air kapiler merupakan air yang dapat diserap oleh tumbuhan dan dibedakan menjadi kapasits lapang dan titik layu permanen.

4.     Tanaman dapat tumbuh optimal pada keadaan air kapasitas lapang. Sedangkan pada kadar air maksimum, tanah digenangi oleh air. Hal ini membuat pori-pori makro juga turut terisi oleh air dan tidak menyediakan tempat kosong untuk udara. Akibatnya akar tumbuhan tidak dapat bernapas (pengecualian untuk tanaman air dan tanaman yang tahan terhadap tanah yang tergenang air).

B.     Saran

Timbangan analitik yang digunakan untuk menimbang tanah sebaiknya disediakan dalam jumlah banyak. Hal ini untuk mengefisiensikan waktu saat praktikum berlangsung. 

DAFTAR PUSTAKA

Buckman dan Brady. 1982. Ilmu Tanah. Jakarta : Bhratara Karya Aksara.

Hakim, et al. 1986. Dasar Dasar Ilmu Tanah. Jakarta : Universitas Lampung.

Hardjowigeno, S. 2010. Ilmu Tanah. Jakarta : Akapress.

Hermawan, Bandi. 2005. Monitoring Kadar Air Tanah Melalui Pengukuran Sifat Dielektrik pada Lahan Jagung. Jurnal Ilmu-Ilmu Pertanian Indonesia. Vol. 7. No. 1:15-22.

Kartasapoetra. 1987. Ilmu Tanah Umum. Bandung : Bagian Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Padjajaran.

Sarief, Safuddin. 1986. Ilmu Tanah Pertanian. Bandung: Pustaka Buana.

Wahyudi, Hendra. 2009. Kondisi dan Potensi Dampak Pemanfaatan Air Tanah di Kabupaten Bangkalan. Jurnal Aplikasi. Vol. 7. No. 1.