Makalah Sifat Fisika Tanah
Tekstur Tanah dan Pengaruhnya Terhadap Pertumbuhan Tanaman Dosen Pengampu: Lutfy Ditya Cahyanti, SP.MP Ir. Herawan Widodo
Disusun oleh: Kholqin Jadid 35.2014.6.3.0907
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS DARUSSALAM GONTOR PONOROGO 2015
Tekstur Tanah Dan Pengaruhnya Terhadap Pertumbuhan Tanaman 1. Pendahuluan Pembelajaran mengenai tanah sudah banyak dilakukan karena berbagai alasan, yang paling penting adalah cakupannya dengan sector pertanian. Sebab, berkaitan langsung dengan potensi pertanian yang menunjang kelangsungan hidup manusia dan seluruh makhluk hidup lainnya. (Wirosoedarmo, 2010) Saat ini, ilmu tentang tanah sudah sangat luas mulai dari kajian tentang bahan induk pembentuk tanah, sifat dasar tanah, fisika tanah, biologi tanah, kimia tanah, bahan organic tanah, hingga hal-hal lain yang berkaitan dengan tanah, seperti iklim, aktivitas organisme yang hidup diatasnya, dan lain sebagainya. Pengetahuan tentang aspek-spek tersebut pada kenyataanya sangat membantu dalam kegiatan pertanian. Dengan mengetahui sifat dasar tanah orang akan cenderung menyesuaikannya dengan tanaman yang dibudidaya, karena pada tekstur tanah tertentu tanaman tidak dapat tumbuh dengan baik. Hal ini disebabkan banyak factor diantaranya ketersediaan air tanah yang menjadi kebutuhan pokok bagi tanaman. Apabila air tanah tidak tersedia untuk tanaman dapat mengakibatkan tanaman tersebut mengalami titik layu permanent/ mati. . Contoh pada tanah yang terlalu banyak mengandung liat. Tanah tersebut dapat menyimpan banyak air, namun air tidak mudah meresap kedalam tanah karena air akan mengalir pada permukaan tanah dan menyebabkan erosi. Air tersebut tidak dapat menembus pori-pori tanah sehingga air tidak tersedia untuk tanaman. Selai itu, bahan organic yang banyak terkandung pada lapisan paling atas tanah menghilang terbawa oleh terbawa oleh erosi. (Rahmiati; 2013, dalam Guchi dan Marbun;2015)
Maka tanah memiliki dua fungsi utama yaitu; 1. Sebagai sumber hara bagi tumbuhan, 2. Sebagai matrik tempat akar tumbuh berjangkar dan air tanah tersimpan, serta tempat unsure-unsur hara dan air ditambatkan. (Sudomo, 2007) Oleh karena itu, penting kiranya untuk kita mengetahui dan memahami sifatsifat dasar tanah khususnya tekstur tanah karena berkaitan dengan kamampuan tanah dalam menahan air, kandungan air tanah, dan bahan organic serta mineral tanah yang sangat esensial dalam dunia pertanian. Maka dalam makalah ini penulis akan menjelaskan tentang tekstur tanah dan kaitanya dengan sector pertanian. 2. Introduction to Soil (menegenal tanah) a. Definisi tanah Saat ini begitu banyak pengertian dan definisi tentang tanah yang telah dikemukakan oleh banyak ahli dalam bidang ilmu tanah. Pada awalnya pengertian tentang tanah hanya sebatas hamparan permukaan bumi yang dipakai oleh sebagian besar makhluk hidup untuk melakukan segala aktivitasnya. Namun demikian pengertian tentang tanah semakin berkembang seiring dillihat dari proses pembentukanya, bentuk fisiknya dan menfaatnya. Secara sederhana Hndayanto dan Hairiah (2009) mendefinisikan tanah sebagai “bahan lepas tersusun dari batuan yang telah melapuk, mineral lainya, dan bahan organic yag sebagian telha melapuk, yang menyelimuliti sebagian besar permukaan bumi”1. Menurut Yulipriyanto (2010), tanah adalah benda alam yang terdapat dipermukaan kulit Bumi, yang tersusun dari bahan-bahan mineral sebagai hasil pelapukan batuan, dan bahan organic sebagai hasil pelapukan sisa-sisa
1
Handayanto, E., dan Hariah, K. 2009. Biologi Tanah, Landasan Pengelolaan Tanah Sehat. (Yogyakarta; Pustaka Adipura). Hal. 8
tumbuhan dan hewan, yang merupakan medium bagi tumbuhnya tanaman dengan sifat-sifat tertentu, yang terjadi akibat dari pengaruh kombinasai factor-faktor iklim, bahan induk, jasad hidup, bentuk wilayah dan lamanya waktu pembentukan2. Lebih kompleks, Hanafiah (2013) mendefinisikan tanah sebagai : “lapisan permukaan bumi yang secara fisik berfungsi sebagai tempat tumbuh berkembangnya perakaran penopang tegak tumbuhnya tanaman dan penyuplai kebutuhan air dan udara; secara kimiawi berfungsi sebagai gudang dan penyuplai hara atau nutrisi (senyawa organic dan anorganik sederhana dan unsure-unsur esensial seperti N,P,K,Ca,Mg, S,Cu,Zn,Fe,Mn,B,Cl, dan lainlain); dan secara biologis berfungsi sebagai habitat biota (organisme) yang berpartisipasi aktif dalam penyediaan hara dan zat-zat aditif (pemacu tumbuh, proteksi) bagi tanaman”, yang ketiganya secara integral mampu menunjang produktivitas tanah untuk menghasilkan biomass dan produksi baik tanaman pangan, obat-obatan, industry perkebunan maupun kehutanan3. Dengan demikian tanah dapat didefinisikan sebagai lapisan permukaan Bumi yang terbentuk dari lapukan mineral bebatuan dan organism hidup, memliki sifat-sifat tertentu yang dipengaruhi oleh factor iklim, bahan induk, organism, dan waktu pembentukan, yang berfungsi sebagai habiat makhluk hidup, tempat tumbuhnya perakaran tanaman dan penopang tegaknya tanaman, penyedia unsure hara dan nutrisi bagi tanaman, serta organism dan mikroorganisme yang berperan dalam penyediaan unsure hara dan zat aditif bagi tanaman. b. Fungsi tanah bagi tanaman
2 3
Yuliprianto, H. 2010. Biologi Tanah dan Strategi Pengelolaanya. (Yogyakarta;Graha Ilmu). Hal. 11. Hanafiah, K. A. 2013. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. –ed. 1-cet.6.-(Jakarta; Rajawali Press). Hal. 4
Seperti yang kita ketahui bahwasanya tanah merupakan media bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Namun tidak begitu saja menunjang keberhasilan penanaman. Ada kalanya penanaman berhasil dan ada kalanya gagal. Dengan kata lain, tanaman yang kita tanam tidak dapat hidup sesuai dengan yang diharapkan. Hal ini disebabkan fungsi lain tanah bagi tanaman yaitu; sebagai penyuplai air dan unsure hara. Menurut Sutedjo dan kartasapoetra (2005) tanah sangat berpengaruh bagi pertumbuhan tanaman. Diantara factor yang mempengaruhi pertubuhan tanaman, mereka menyebutkan bahwa temperature tanah, kelembaban tanah, tersedianya unsure hara dalam tanah, kegiatan hidup jasad renik dan sifat-sifat tanah lainya, sengat perlu diperhatikan demi menunjang kehidupan dan perkembangan tanaman4. Dalam beberapa keadaan temperature perkecambahan dan pertumbuhan akar tanaman akan dapat berlangsung dengan baik. Pada tanaman jagung suhu yang dibutuhkan untuk perkecabahan yang efektif antara 70C sampai 100C dan mencapai optimum pada suhu sekitar 380C. Perkecamhan Jati suhu rata-ratanya berkisar pada 300C. Suhu tanah yang baik bagi pekembangan umbi kentang antara 160C sampai 21 0C. Temperature tanah berkaitan juga dengan warna tanah yang pada dasarnya di pengaruhi oleh kelembaban tanah, kadar bahan organic tanah, serta kadar dan kualitas mineral. Perbedaan pada warna tanah akan berakibat pada temperature tanah yang berbeda. Warna tanah yang gelap akan lebih mampu menyerap sinar matahari sehingga mempunyai temperature yang lebih tinggi dibandingkan dengan tanah yang berwarna terang.5
4
Sutedjo, M.M., dan Kartasapoetra, A.G. 2005. Pengantar Ilmu Tanah Terbentuknya Tanah dan Tanah Pertanian. (Jakarta; Rineka Cipta). Hal. 55 5 Ibid., hal. 56-57
Selain itu, komponen-koponen tanah yang berupa; bahan padatan (mineral dan Organik), air dan udara, memiliki peran penting dalam kaitanya dengan fungsi tanah sebagai media tumbuh bagi tanaman. Misalnya udara tanah, berfungsi sebagai sumber gas yang dibutuhkan tanaman, seperti; O2 yang dibutuhkan akar untuk proses respirasi, CO2 bagi mikrobia fotosintetik, dan N2 bagi mikrobia pengikat N. Namun, apabila gas-gas tersebut berkadar relative tinggi akan menjadi racun bagi tanaman ataupun mikrobia tanah. Dengan sirkulasi udara tanah yang baik memungkinkan gas-gas yang berpotensi untuk menjadi racun dapat bertukar dengan O2 dari atmosfer, sehingga penyediaan unsure hara oleh aktivitas mikrobia autotrofik berjalan baik dan toksisitas gas beracun ternetralisir. Pada kondisi tanah yang baik, dengan kandungan air, udara, dan bahan organic tanah (BOT) yang tersedia cukup bagi tanaman, perakaran tanaman dapat tumbuh dengan baik sehingga penyerapan air dan unsure hara semakin banyak, pertumbuhan dan produktifitas tanaman menjadi ideal.6 3. Tekstur tanah Secara umum tanah merupakan susunan dari bahan padat, cair, dan gas. Bahan padat penyusun tanah barasal dari bahan organik dan anorganik (mineral). Bahan organik tanah merupakan lapukan dari organisme hidup sedangkan bahan mineralnya berasal dari lapukan batuan. Dari lapukan batuan itu sediri terdapat dalam bermacam-macam bentuk dan ukuran. Berdasarkan besar ukurannya tanah dibagi kedalam beberapa fraksi, yaitu; batu >10 mm, kerikil 2-10 mm, pasir 0,052 mm, debu 0,02-0,05 mm liat <0,02 mm. Dan yang merupakan partikel primernya adalah pasir debu dan liat7.
6 7
Hanafiah,K.A. 2013. Dasar-Dasar Ilmu tanah. –ed. 1-cet.6.-(Jakarta; Rajawali Press). Hal. 1-15. Kartasapoetra dkk. 2010. Teknologi Konservasi Tanah dan Air. (Jakarta: Rineka Cipta). Hal. 10
Menurut Wirosoedarmo (2010) penggolongan partikel mineral tanah menurut ukurannya ini dapat disebut sebagai tekstur tanah 8 . Yulipriayanto (2010) mengatakan bahwa tekstur tanah adalah perbandingan kandungan partikel tanah primer berupa frkasi liat, debu dan pasir dalam suatu masa tanah. Dengan demikian tekstur tanah berorientasi pada besaran bitir-butir mineral tanah, terutama perbandingan relatif berbagai golongan dari tanah tertentu9. Klasifikasi tekstur tanah yang paling umum digunakan dalam pertanian adalah sistem klasifikasi menurt USDA (1975) dimana materi yang lebih besar dari diameter 7.5 cm disebut sebagai batu, antara 7.5cm dan 2 mm disebut kerikil. Sedangkan materi yang ukuranya dibawah 2 mm didefinisikan sebagai materi yang tersusun dari pasir, lumpur dan tanah liat yang terurai, sesuai dengan batas ukuran partikel pada tabel 1. Tabel 1. Batas Ukuran Partikel (USDA 1975) Tanah
Terurai
Pasir
8 9
Batas (mm)
2.00-0.050 Sangat Kasar
2.00-1.00
Kasar
1.00-0.50
Sedang
0.50-0.25
Halus
0.25-0.10
Sangat halus
0.100-0.050
Endapan Lumpur
Tanah Liat
Diameter
0.050-0.002 Kasar
0.050-0.020
Halus
0.020-0.002 <0.002
Wirosoedarmo, R. 2010. Drainase Pertanian. (Malang; UB-Press). Hal. 36 Yuliprianto, H. 2010. Biologi Tanah dan Strategi Pengelolaanya. (Yogyakarta;Graha Ilmu). Hal. 28
Menurut Wirosoedarmo (2010) batas ukuran partikel berdasarkan USDA (1975) tersebut merupakan perbandingan relatif pasir, endapan lumpur dan tanah liat dimana jumlah kombinasinya pasti. Namun, untuk tujuan praktisnya dibuat pembagian tertentu dengan menerapkan nama dekriptif. Sedangkan Kartasapoetra (2010) dan Sutedjo (2005) mengatakan; untuk penggolongan tekstur tanah secara umum adalah berdasarkan kandungan pasir, debu dan liat yang dinyatakan dalam jumlah persen (%) dan dibagi kedalam tiga golongan dasar, yaitu; 1) Tanah berpasir, dimana kandungan pasir pada tanah >70% atau sekitar 85%, 2) Tanah berlempung; pada golongan tanah ini kandungan debu dan liat relatif sama sehingga tanah tidak terlalu lekat dan tidak terlalu lepas. Dan 3) Tanah liat,dimana kandungan liatnya >35%, namun <40%10 sehingga dapat dikatakan bahwa perbandingan antara ketiga fraksinya hampir seimbang. 4. Pengaruh tekstur tanah terhadap pertumbuhan tanaman
Tanah merupakan salah satu sumber daya alam yang paling penting. Sebab tanah mempunyai dua fungsi utama, yaitu; (1) sebagai sumber hara bagi tumbuhan, dan (2) sebagai matrik tempat akar tumbuhan berjangkar dan air tanah tersimpan, serta sebagai tempat unsur-unsur hara dan air ditambatkan. Kedua fungsi tersebut dapat menurun atau hilang, yang dikenal sebagai kerusakan tanah atau degradasi tanah. Baik degradasi secara fisik maupun kimia.
Pertumbuhan tanaman tidak hanya tergantung pada persediaan unsur hara yang cukup dan seimbang tetapi juga harus ditunjang oleh keadaan fisik tanah yang baik. Sifat fisik tanah berpengaruh langsung terhadap mintakat perakaran, air dan udara tanah, yang kemudian mempengaruhi aspek-aspek
10
Kartasapoetra dkk. 2010. Teknologi Konservasi Tanah dan Air. (Jakarta: Rineka Cipta). Hal. 10-12
biologi dan kimia tanah. Pentingnya sifat fisik tanah dalam menunjang pertumbuhan
tanaman
sering
tidak
disadari
karena
kesuburan
tanah
dititikberatkan pada segi kesuburan kimianya. Salah satu sifat fisik tanah yang berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman adalah tekstur tanah.
Tanah memiliki tekstur yang dapat dirasakan dengan indera perasa. Tekstur tanah terdiri atas fraksi pasir yang memiliki diameter 2,00- 0,20 mm, debu yang memiliki diameter 0,20 – 0,002 mm, liat yang memiliki diameter < 0,002 mm, dan fraksi kerikil (grave) yang memiliki diameter > 2 mm( lihat gambar 1). Umumnya fraksi kerikil tidak digolongkan dalam fraksi tanah, namun fraksi kerikil masih tetap diperhitungkan dalam evaluasi tekstur tanah. Fraksi pasir sangat didominasi oleh mineral kuarso yang tahan terhadap pelapukan, sedangkan fraksi debu biasanya berasal dari mineral feldspar dan mika yang cepat lapuk. Fraksi liat lebih berperan secara kimiawi dalam tanah karena bersifat koloid atau bermuatan listrik yang aktif (Hanafiah, 2005). Tekstur tanah yang relatif kasar dapat berpengaruh terhadap terjadinya pencucian hara, dan kemampuan meretensi air akan lebih rendah)11.
11
Kurniawan, F. Mengenal Tanah Sebagai Media Tanam. Bogor Agricultural University http://www.ipb.ac.id (4 Desember 2015)
Gambar 1. Grafik tekstur tanah Tanah yang didominasi pasir akan banyak mempunyai pori-pori makro, tanah yang didominasi debu akan mempunyai pori-pori meso (sedang), sedangkan didominasi liat akan banyak mempunyai pori-pori mikro. Hal ini berbanding terbalik dengan luas permukaan yang terbentuk, luas permukaan mencerminkan luas situs yang dapat bersentuhan dengan air, energi atau bahan lain, sehingga makin dominan fraksi pasir akan makin kecil daya tahannya untuk menahan tanah. Makin poreus tanah akan makin mudah akar untuk berpenetrasi, serta makin mudah air dan udara untuk bersirkulasi tetapi makin mudah pula air untuk hilang dari tanah dan sebaliknya.Oleh karena itu, maka tanah yang baik dicerminkan oleh komposisi ideal dari kedua kondisi ini, sehingga tanah bertekstur debu dan lempung akan mempunyai ketersediaan yang optimum bagi
tanaman, namun dari segi nutrisi tanah lempung lebih baik ketimbang tanah bertekstur debu (Hanafiah, 2005). Fraksi pasir umumnya didominasi oleh mineral kuarsa yang sangat tahan terhadap pelapukan, sedangkan fraksi debu biasanya berasal dari mineral feldspar dan mika yang cepat lapuk, pada saat pelapukannya akan membebaskan sejumlah hara, sehingga tanah bertekstur debu umumnya lebih subur ketimbang tanah bertekstur pasir. Berikut karakteristik tekstur tanah dan kemampuanya dalam mendukung pertumbuhan tanaman.
a. Tanah pasir Tanah
pasir
termasuk
kedalam
kelompok
tanah
bertekstur
kasar
(Yulipriyanto, 2010). Tanah pasir yang didominasi oleh mineral-mineral primer terutama kuarsa (SiO2) tahan terhadap pelapukan dan tidak mampu menyerap unsur-unsur hara sehingga tidak mampu menyediakan unsur hara bagi tanaman. Kemampuan menahan air rendah pada tanah pasir juga menjadikan banyak unsur hara terlarut hilang lewat pencucian (leaching). Mineral-mineral lambat tersedia misalnya Ca-P atau Mg-P dapat menyediakan unsur hara fosfor apabila unsur P lepas dari ikatan mineralnya. Mikorhiza dapat membebaskan unsur fosfor dari ikatan tidak tersedia sehingga menjadi tersedia bagi tanaman dengan enzim fosfatase yang dihasilkannya. Tanah pasir selain miskin akan hara fosfor juga miskin hara N. Nitrogen yang tersedia dalam tanah dalam bentuk NO3- dan NH4+ seringkali hilang terlarut karena tidak terikat pada struktur tanah. Kondisi seperti ini dapat dapat diperbaiki lewat mekanisme pengikatan nitrogen udara dalam tanah atau dalam pori makro tanah pasir. Inokulasi Rhizobium pada tanaman leguminosae dapat membantu
ketersediaan unsur hara N dalam tanaman yang ditumbuhkan pada tanah pasir12. Namun, pada tanah pasir memiliki aerasi yang baik dan pori makro cukup banyak sehingga mendukung perkembangan akar tanaman dan mendukung respirasi yang dilakukan oleh akar. Dengan kondisi tersebut maka pembentukan metabolit
primer
maupun
sekunder
akan
meningkat
dan
mendukung
pertumbuhan tanaman. b. Tanah liat Berbeda halnya dengan tanah pasir, Tanah liat dicirikan dengan porositasnya yang rendah, sehingga tanah liat adalah tanah yang kurang produktif. Hanafiah (2005), menjelaskan bahwa tanah liat merupakan tanah yang memiliki banyak pori mikro atau tidak porus. Pori mikro pada tanah liat disebabkan karena struktur tanahnya yang padat. Antara agregat-agregat tanah sangat sedikit terdapat celah atau ruang. Hal tersebut menyebabkan udara sangat terbatas dan air mudah terperangkap, sehingga tanah liat sulit untuk meloloskan air atau dengan kata lain permeabilitasnya rendah. Tanah liat kurang mendukung perkembangan akar tanaman karena porositasnya rendah sehingga berpengaruh mengganggu respirasi yang dilakukan oleh akar. Terganggunya respirasi oleh akar akan mengurangi laju pembentukan fotosintat oleh tanaman, sehingga berat kering rendah, karena berat kering tanaman berasal dari hasil metabolisme tanaman, baik hasil dari metabolisme primer maupun sekunder.
12
Saptiningsih, E. 2007. Peningkatan Produktivitas Tanah Pasir untuk Pertumbuhan Tanaman Kedelai dengan Inokulasi Mikorhiza dan Rhizobium. BIOMA. 9(2): 58-61
Tanah liat yang memiliki banyak pori mikro akan menyulitkan akar untuk tumbuh, sehingga mengurangi daya serap air oleh akar yang akan berakibat sedikitnya air yang diperoleh tanaman untuk mensintesis fotosintat. Kozlowsky (1991) menyatakan dengan ketersediaan air yang lebih besar akan mengahasilkan pertumbuhan yang lebih besar. Artinya
ketersediaan air bagi tanaman akan
berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman tersebut. Apibila air tersedia bagi tanaman dalam keadaan cukup pertumbuhan tanaman akan baik sebaliknya bila tanaman kekurangan air maka dapat menyebabkan pertumbuhanya terganggu bahkan dapat menyebabkan kematian pada tanaman. 5. Kesimpulan Pada tanah pasir kemempuan menahan air dan mengikat unsure hara rendah. aerasi yang baik dan pori makro cukup banyak pada tanah pasir mendukung perkembangan akar tanaman dan mendukung respirasi yang dilakukan oleh akar sehingga dapat menunjang pertumbuhan tanaman. Sementara, tanah liat memiliki porositas yang rendah karena memiliki banyak pori mikro dan kurang mendukung pertumbuhan akar. Sehingga tanaman yang tumbuh di tanah dengan kandungan liat tinggi kurang produktif.
Daftar Pustaka:
Hanafiah,K.A. 2013. Dasar-Dasar Ilmu tanah. –ed. 1-cet.6.-Jakarta; Rajawali Press. Hanafiah, K. A. 2005. Dasar –Dasar Ilmu Tanah. Jakarta : Raja Grafindo Persada. Handayanto, E., dan Hariah, K. 2009. Biologi Tanah, Landasan Pengelolaan Tanah Sehat. Yogyakarta; Pustaka Adipura Kartasapoetra dkk. 2010. Teknologi Konservasi Tanah dan Air. (Jakarta: Rineka Cipta). Kurniawan, F. Mengenal Tanah Sebagai Media Tanam. Bogor Agricultural University - http://www.ipb.ac.id (4 Desember 2015) Kozlowsky,T.T. 1991.Water Deficit And Plant Growth. vol. VI. Woody Plant Communities. Academic Press. New York. Saptiningsih, E. 2007. Peningkatan Produktivitas Tanah Pasir untuk Pertumbuhan Tanaman Kedelai dengan Inokulasi Mikorhiza dan Rhizobium. BIOMA. 9(2): 58-61 Sudomo, A. 2007. pengaruh tanah pasir berlempung terhadap pertumbuhan sengon dan nilam pada system agroforestry. Journal pemuliaan tanaman hutan. Balai Besar penelitian bioteknologi dan pemuliaan tanaman hutan. (BPK; Ciamis). 1 (2) Sutedjo, M.M., dan Kartasapoetra, A.G. 2005. Pengantar Ilmu Tanah Terbentuknya Tanah dan Tanah Pertanian. (Jakarta; Rineka Cipta). Wirosoedarmo, R. 2010. Drainase Pertanian. Malang; UB-Press.Yuliprianto, H. 2010. Biologi Tanah dan Strategi Pengelolaanya. Yogyakarta;Graha Ilmu.
