Fisika Tanah

Fisika tanah adalah cabang dari ilmu tanah yang membahas sifat-sifat fisik tanah, pengukuran dan prediksi serta kontrol (pengaturan) proses fisika yang terjadi dalam tanah. Karena pengertian fisika meliputi materi dan energi, maka fisika tanah membahas pula status dan pergerakan material serta aliran dan transformasi energi dalam tanah.

Tujuan Fisika tanah dapat dilihat dari 2 sisi:

• Dalam satu sisi, tujuan kajian fisika tanah adalah untuk memberikan pemahaman dasar tentang mekanisme pengaturan perilaku (fisika dan kimiawi) tanah, serta perannya dalam biosfer, termasuk proses saling hubungan dalam pertukaran energi di dalam tanah, serta siklus air dan material yang dapat diangkutnya.
• Pada sisi lainnya, pemahaman fisika tanah dapat digunakan sebagai asas untuk manajemen sumberdaya tanah dan air, termasuk kegiatan irigasi, drainasi, konservasi tanah dan air, pengolahan tanah dan konstruksi.

Oleh karena itu fisika tanah dapat dipandang sebagai ilmu dasar sekaligus terapan dengan melibatkan berbagai cabang ilmu yang lain termasuk ilmu tanah, hidrologi, klimatolologi, ekologi, geologi, sedimentologi, botani dan agronomi.

Fisika tanah juga erat kaitannya dengan mekanika tanah, dinamika tanah dan teknik sipil.

Area penelitian fisika tanah dapat mencakup:

• Pengukuran dan kuantifikasi sifat fisik tanah di lapangan
• Transportasi materi dan energi (berupa air, udara, panas) di dalam tanah
• Manajemen air untuk irigasi

Fisika Tanah

Menyangkut masalah perbandingan padatan, cairan, dan udara tanah
Mempengaruhi penetrasi dan perkembangan akar, pengikatan air, serta serapan air dan hara

Komponen Fisika tanah

1. Tekstur
2. Struktur dan Konsistensi
3. Kerapatan isi dan kerapatan jenis
4. Porositas
5. Warna
6. Temperatur

1. Tekstur
Tekstur : Ialah perbandingan relatif dalam persen antara pasir debu dan liat
PASIR = MINERAL BERUKURAN >50 µ - 2000 µm = mineral primer
Terasa kasar diantara 2 jari, tdk menyimpan air, hara tdk tersedia
DEBU = 2 – 50µm = mineral primer & sekunder
Terasa seperti bedak, sedikit nyimpan air, hara tersedia sdkit
LIAT = < 2 µm

















2. Struktur tanah:
Adalah penyusunan atau agregasi dari butir-butir tanah primer dan sekunder spt pasir, debu dan liat membentuk agregat2 yg satu sama lain dibatasi oleh bidang belah alami yg lemah (dapat dipisah dg gaya yg lemah)
Struktur dibungkus oleh selaput tipis yg disebut film yg terdiri atas misel jamur, humus atau senyawa kapur

• CLOD = ,, ,, akibat ganguan
• PED = agregat terjadi secara alamiah
• FRAGMENT= akibat pecahnya massa tnh
• KONKRESI = akibat pengikatan oleh liat, besi, kapur, dll
• MASIF = padat tidak berstruktur = liat
• LOSS = tidak terikat sama sekali = pasir

Pembentukan Struktur Tanah
3 bahan koloid tanah sebagai perekat (cementing agent) dalam pembentukan aggregat:

• Mineral liat
• Oksida Fe & mn bersifat koloid
• Koloid organik
• Microbial gum (Peneliti di Wisconsin)

3. Konsistensi
konsistensi tanah (erat hubungannya dengan kadar air tanah) yaitu manifestasi gaya-gaya fisika , kohesi dan adesi, yang bekerja di dalam tanah pada kandungan air yang berbeda-beda

Konsistensi dipengaruhi:

1. tekstur,
2. sifat dan jumlah koloid unorganik
3. sifat dan jumlah koloid organik
4. Struktur
5. KA tanah

Peranan Konsistensi:

• Untuk klassifikasi tanah
• Menentukan tkt akumulasi liat dalam profil tanah (russel, 1926)
• Menentukan tipe dan tkt pengolahan tanah
• Menentukan design alat berat

4. Porositas Tanah

TRP (total ruang pori):
% TRP = (1- BV/BJ) x 100
% Padat Tanah = BV/BJ x 100

Bila tanah punya BV 1.35 dengan kandungan BO < 2%, maka %TRP tanah tsb = 50%.

Mempengaruhi ketersediaan air dan O2 bagi tanaman, permeabilitas (kemampuan tanah utk mentransfer air atau udara)

TRP tidak menentukan jlh air tersedia bagi tanaman, tapi distribusi pori sangat menentukan

Dipengaruhi oleh: BV dan BJ (lansung), tekstur, struktur

BV : (Kerapatan Isi) Berat masa persatuan volume tanah (termasuk
volume pori) kering oven
BV tanah lap olah
bertekstur halus biasanya 1.0-1.3 g cm-3
Tekstur kasar 1.3-1.8 g cm-3
BV tanah ber-BO tinggi < ber-BO rendah
BV t.organik < t.mineral , 0.2 -0.6 g cm-3
BV Andisols kl 0.8 g cm-3

Bila BV tanah lap olah (20 cm) 1.0 gcm-3 (=1 Mg m-3) maka berat tanah tsb dalam 1 ha = 100 m x 100 m x 0.2 m x 1 Mg m-3= 2000 Mg ha-1 = 2 x 106 kg ha-1

BV = Berat tanah kering oven (105oC)
Volume tanah (cm-3)

BJ (Kerapatan Partikel ): Berat masa persatuan volume partikel tanah (tanpa pori) kering oven
BD tanah mineral umumnya 2.60-2.70 g cm-3, dengan rata-rata 2.65 g cm-3 tidak banyak bervariasi
BD dipengaruhi tekstur dan bahan mineral tanah

5. Suhu dan Udara
Udara Tanah
Udara tanah mempengaruhi:

• Pertumbuhan dan perkembangan akar
• Pernafasan akar
• Serapan air dan hara
• Aktifitas organisma tanah

Suhu Tanah
mempengaruhi aktifitas jasad hidup tanah

Mempengaruhi rx kimia ketersediaan hara bagi tanaman

Dipengaruhi oleh warna, KA, dan drainase tanah, serta radiasi matahari, musim, dan mulsa

Fungsi Mulsa:

• Menyerap sebagian radiasi matahari
• Mereduksi kehilangan panas dari tanah
• Mereduksi evaporasi dari muka tanah

6. Warna Tanah

Peran Warna Tanah:

• Petunjuk sifat tanah eg. kandungan BO, aerase dan drainase
• Pembeda hor dalam klasifikasi tanah

Faktor yang mempengaruhi:

• Mineral tanah dan BO, eg, tanah warna hitam biasanya BO tinggi
• Drainase tanah jelek, akumulais BO tinggi, warna tanah sangat gelap
• Oksida besi:
• -hematite = warna merah
• Goethite = warna kuning

Penentuan warna tanah:

• Menggunakan Munsell soil color chart
• 3 prinsip warna tanah: Hue, Value, dan Chroma
• Hue: panjang gelombang dominan atau warna dari cahaya
• Value: (= kekerasan cahaya): jumlah total cahaya
• Chroma:kemurnian relatif dari panjang gelombang cahaya yang dominan
• Eg: 10 YR 6/4 =

10 YR = hue
6 = value
4 = chroma

Tanah

Tanah (bahasa Yunani: pedon; bahasa Latin: solum) adalah bagian kerak bumi yang tersusun dari mineral dan bahan organik.

Tanah sangat vital peranannya bagi semua kehidupan di bumi karena tanah mendukung kehidupan tumbuhan dengan menyediakan hara dan air sekaligus sebagai penopang akar. Struktur tanah yang berongga-rongga juga menjadi tempat yang baik bagi akar untuk bernafas dan tumbuh. Tanah juga menjadi habitat hidup berbagai mikroorganisme. Bagi sebagian besar hewan darat, tanah menjadi lahan untuk hidup dan bergerak.

Ilmu yang mempelajari berbagai aspek mengenai tanah dikenal sebagai ilmu tanah.

Dari segi klimatologi, tanah memegang peranan penting sebagai penyimpan air dan menekan erosi, meskipun tanah sendiri juga dapat tererosi.

Komposisi tanah berbeda-beda pada satu lokasi dengan lokasi yang lain. Air dan udara merupakan bagian dari tanah.

1 Pembentukan tanah (pedogenesis) 2 Karakteristik 3 Pencemaran tanah 4 Catatan dan rujukan

Pembentukan tanah (pedogenesis)

Tanah berasal dari pelapukan batuan dengan bantuan organisme, membentuk tubuh unik yang menutupi batuan. Proses pembentukan tanah dikenal sebagai pedogenesis. Proses yang unik ini membentuk tanah sebagai tubuh alam yang terdiri atas lapisan-lapisan atau disebut sebagai horizon tanah. Setiap horizon menceritakan mengenai asal dan proses-proses fisika, kimia, dan biologi yang telah dilalui tubuh tanah tersebut.

Hans Jenny (1899-1992), seorang pakar tanah asal Swis yang bekerja di Amerika Serikat, menyebutkan bahwa tanah terbentuk dari bahan induk yang telah mengalami modifikasi/pelapukan akibat dinamika faktor iklim, organismetopografi) seiring dengan berjalannya waktu. Berdasarkan dinamika kelima faktor tersebut terbentuklah berbagai jenis tanah dan dapat dilakukan klasifikasi tanah. (termasuk manusia), dan relief permukaan bumi (

Karakteristik

Tubuh tanah (solum) tidak lain adalah batuan yang melapuk dan mengalami proses pembentukan lanjutan. Usia tanah yang ditemukan saat ini tidak ada yang lebih tua daripada periode Tersier dan kebanyakan terbentuk dari masa Pleistosen.

Tubuh tanah terbentuk dari campuran bahan organik dan mineral. Tanah non-organik atau tanah mineral terbentuk dari batuan sehingga ia mengandung mineral. Sebaliknya, tanah organik (organosol/humosol) terbentuk dari pemadatan terhadap bahan organik yang terdegradasi.

Tanah organik berwarna hitam dan merupakan pembentuk utama lahan gambut dan kelak dapat menjadi batu bara. Tanah organik cenderung memiliki keasaman tinggi karena mengandung beberapa asam organik (substansi humik) hasil dekomposisi berbagai bahan organik. Kelompok tanah ini biasanya miskin mineral, pasokan mineral berasal dari aliran air atau hasil dekomposisi jaringan makhluk hidup. Tanah organik dapat ditanami karena memiliki sifat fisik gembur (sarang) sehingga mampu menyimpan cukup air namun karena memiliki keasaman tinggi sebagian besar tanaman pangan akan memberikan hasil terbatas dan di bawah capaian optimum.

Tanah non-organik didominasi oleh mineral. Mineral ini membentuk partikel pembentuk tanah. Tekstur tanahpasir, lanau (debu), dan lempung. Tanah pasiran didominasi oleh pasir, tanah lempungan didominasi oleh lempung. Tanah dengan komposisi pasir, lanau, dan lempung yang seimbang dikenal sebagai geluh (loam). demikian ditentukan oleh komposisi tiga partikel pembentuk tanah:

Warna tanah merupakan ciri utama yang paling mudah diingat orang. Warna tanah sangat bervariasi, mulai dari hitam kelam, coklat, merah bata, jingga, kuning, hingga putih. Selain itu, tanah dapat memiliki lapisan-lapisan dengan perbedaan warna yang kontras sebagai akibat proses kimia (pengasaman) atau pencucian (leaching). Tanah berwarna hitam atau gelap seringkali menandakan kehadiran bahan organik yang tinggi, baik karena pelapukan vegetasi maupun proses pengendapan di rawa-rawa. Warna gelap juga dapat disebabkan oleh kehadiran mangan, belerang, dan nitrogen. Warna tanah kemerahan atau kekuningan biasanya disebabkan kandungan besi teroksidasi yang tinggi; warna yang berbeda terjadi karena pengaruh kondisi proses kimia pembentukannya. Suasana aerobik/oksidatif menghasilkan warna yang seragam atau perubahan warna bertahap, sedangkan suasana anaerobik/reduktif membawa pada pola warna yang bertotol-totol atau warna yang terkonsentrasi^[1].

Struktur tanah merupakan karakteristik fisik tanah yang terbentuk dari komposisi antara agregat (butir) tanah dan ruang antaragregat. Tanah tersusun dari tiga fasa: fasa padatan, fasa cair, dan fasa gas. Fasa cair dan gas mengisi ruang antaragregat. Struktur tanah tergantung dari imbangan ketiga faktor penyusun ini. Ruang antaragregat disebut sebagai porus (jamak pori). Struktur tanah baik bagi perakaran apabila pori berukuran besar (makropori) terisi udara dan pori berukuran kecil (mikropori) terisi air. Tanah yang gembur (sarang) memiliki agregat yang cukup besar dengan makropori dan mikropori yang seimbang. Tanah menjadi semakin liat apabila berlebihan lempung sehingga kekurangan makropori.

Pencemaran tanah

Pencemaran tanah terjadi akibat masuknya benda asing (misalnya senyawa kimia buatan manusia) ke tanah dan mengubah suasana/lingkungan asli tanah sehingga terjadi penurunan kualitas dalam fungsi tanah. Pencemaran dapat terjadi karena kebocoran limbah cair atau bahan kimia industri atau fasilitas komersial; penggunaan pestisida; masuknya air permukaan tanah tercemar ke dalam lapisan sub-permukaan; kecelakaan kendaraaan pengangkut minyak, zat kimia, atau limbah; air limbah dari tempat penimbunan sampah serta limbah industri yang langsung dibuang ke tanah secara sembarangan (illegal dumping).

Fisika tanah

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Fisika tanah adalah cabang dari ilmu tanah yang membahas sifat-sifat fisik tanah, pengukuran dan prediksi serta kontrol (pengaturan) proses fisika yang terjadi dalam tanah. Karena pengertian fisika meliputi materi dan energi, maka fisika tanah membahas pula status dan pergerakan material serta aliran dan transformasi energi dalam tanah.

Tujuan Fisika tanah dapat dilihat dari 2 sisi:

• Dalam satu sisi, tujuan kajian fisika tanah adalah untuk memberikan pemahaman dasar tentang mekanisme pengaturan perilaku (fisika dan kimiawi) tanah, serta perannya dalam biosfer, termasuk proses saling hubungan dalam pertukaran energi di dalam tanah, serta siklus air dan material yang dapat diangkutnya.
• Pada sisi lainnya, pemahaman fisika tanah dapat digunakan sebagai asas untuk manajemen sumberdaya tanah dan air, termasuk kegiatan irigasi, drainasi, konservasi tanah dan air, pengolahan tanah dan konstruksi.

Oleh karena itu fisika tanah dapat dipandang sebagai ilmu dasar sekaligus terapan dengan melibatkan berbagai cabang ilmu yang lain termasuk ilmu tanah, hidrologi, klimatolologi, ekologi, geologi, sedimentologi, botani dan agronomi.

Fisika tanah juga erat kaitannya dengan mekanika tanah, dinamika tanah dan teknik sipil.

Area penelitian fisika tanah dapat mencakup:

• Pengukuran dan kuantifikasi sifat fisik tanah di lapangan
• Transportasi materi dan energi (berupa air, udara, panas) di dalam tanah
• Manajemen air untuk irigasi