Pembentukan Tanah

DASAR ILMU TANAH Semester ganjil 2012/2013

Materi 02: Pembentukan Tanah

Konsep Pembentukan Tanah 

Dua konsep pembentukan tanah, model faktor pembentuk tanah (state factor model) yang dikemukakan oleh Jenny tahun 1941,  model proses terbuka yang dikemukan oleh Richards tahun 1969 

Konsep Pembentukan Tanah 

model faktor pembentuk tanah (state factor model) 

paling banyak digunakan dalam kajian ilmu tanah, dan berperan penting dalam penelitian ekosistem (struktur dan fungsi), geomorfologi dan geografi.

State Factor Model Persamaan umum S = f (Px, Lo, t) Px = aliran potensial eksternal (cl, o) Lo = status awal (r, p) t = waktu

Untuk tanah S = f (cl, o, r, p, t)

Faktor Pembentuk Tanah

Konsep Pembentukan Tanah 

model proses terbuka  

tanah merupakan sistem yang terbuka sewaktu-waktu tanah dapat menerima tambahan bahan dari luar (input), atau kehilangan bahan-bahan yang telah dimilikinya (output).  



Input: hasil pelapukan bahan induk, endapan baru, air hujan/irigasi, sisa-sisa tanaman, energi dari sinar matahari. Output: erosi tanah, penguapan air, penyerapan unsur hara oleh tanaman, pencucian, pancaran panas.

Selain itu di dalam tanah sering terjadi pemindahan bahan tanah dari lapisan atas ke lapisan bawah atau sebaliknya (disebut translokasi dalam solum).

Tanah sebagai Sistem Terbuka

Faktor Pembentuk Tanah 

5 faktor pembentuk tanah Bahan induk (p) (tekstur, struktur, komposisi kimia dan mineral)  Iklim (cl) (suhu dan curah hujan)  Topografi / relief (r)  Organisme (o) (vegetasi dan herwan; termasuk manusia)  Waktu (t) “Tanah adalah produk dari iklim, organisme, dan topografi yang mempengaruhi bahan induk dalam jangka waktu tertentu” 



Faktor Pembentuk Tanah Agen, gaya, atau kondisi yang telah, sedang, atau akan mempengaruhi pembentukan tanah

Faktor

fungsi

Yang terbentuk jika faktor lain dapat diabaikan

Iklim

Climosequence

Organisma

Biosequence

Bahan Induk

Lithosequence

Topografi

Toposequence

Waktu

Chronosequence

Lain-lain

BAHAN INDUK K-feldspar

Kwarsa

* * *

Tanah yg terbentuk

Granit

Rhyolit

Syenit

Trachyt

Granodiorit

Dacit

Tekstur kasar Masam Unsur Hara

Plagioklas

* * + Piroksin + + + + + + + + + + + + Olivin + + + + + + + + + + + +

Diorit

Andesit

Gabro

Peridotit Dunit

Basalt

Tekstur halus Basa Unsur Hara

Volcanic Ash

Andisols

Bahan Induk Lain Bahan Induk Terangkut: Prinsip Erosi dan Pengendapan

   

Bahan diendapkan air



  



Aliran air partikel tanah dan fragmen batuan (sedimen) Jika air mengalir cepat maka membawa partikel besar dan sedimen lebih banyak. Jika aliran menjadi lambat, partikel besar diendapkan dulu. Endapan Aluvial: Terbentuk akibat aliran air terhenti shingga

sedimentasi terjadi cepat, banyak terjadi di daerah pegunungan, air dan semi arid. Dataran banjir dan Teras: Teras mencerminkan sisa dataran banjir yang lebih tua, aliran sungai telah memotong menjadi dataran banjir baru dalam bentuk teras. Delta: Terbentuk jika sedimen halus yang dibawa sungai diendapkan pada daerah perairan yang luas (misal danau) tanah subur.

Colluvium: bahan diendapkan akibat gravitasi, pada lereng curam; tanah longsor

Bahan Induk Tanah



Iklim Temperatur dan curah hujan adalah unsur iklim yang laing mempengaruhi sifat tanah Temperatur: Perubahan temperatur dapat menyebabkan retaknya batuan (pelapukan batuan) Temperatur langsung mempengaruhi jumlah bahan organik yang dihasilkan. Produksi bahan organik meningkat dengan meningkatnya temperatur asalkan cukup hujan untuk pertumbuhan tanaman Meningkatnya temperatur jika meningkatkan kecepatan dekomposisi bahan organik

IKLIM

SUHU

Merupakan faktor yang paling aktif dalam proses pembentukan tanah, mempengaruhi reaksi kimia, dan aktivitas flora dan fauna Reaksi cepat (fisik) Pelapukan mekanik cepat Proses kehilangan lambat Perkembangan terhambat

Reaksi cepat (kimia fisik) Pelapukan kimia / mekanik cepat Proses kehilangan cepat Perkembangan cepat

Reaksi lambat Pelapukan mekanik lambat Proses kehilangan lambat Perkembangan terhambat

Reaksi lambat Pelapukan kimia cepat Proses kehilangan cepat Perkembangan agak cepat

CURAH HUJAN

% kadar garam

Basah - Panas % kadar garam

Kering - Panas

Iron and Al-oxide Rich

Iklim Tropis Curah hujan tinggi Suhu tinggi Pelapukan batuan/mineral cepat Penambahan bahan organik cepat, demikian juga dekomposisinya Pencucian unsur hara relatif tinggi

Oxisols Basah- Panas

 Topografi Komponen topografi 1. Lereng (slope) – sudut permukaan lahan 2. Tinggi (Height) – berapa tingginya dari sungai 3. Arah (direction) lereng  Lereng: % lereng = jarak vertikal x 100 / jarak horizontal  Lereng Curam ( > 15%),  Limpasan permukaan (run-off)  Erosi meningkat jika lereng makin curam  Tanah memilki horizon A dan B tipis 

Lereng datar, 0-5%, Sedikit limpasan permukaan, banyak infiltrasi Erosi kurang Tanah umumnya lebih tebal Horizon A dan B cukup tebal, terjadi pencucian

Tinggi (elevasi)  Elevasi, ketinggian diatas perairan, dapat membantuk mengendalikan drainase. Elevasi mempengarhui kelembaban tanah

TOPOGRAFI Bandingkan  Kondisi air  Suhu  Aliran air  Erosi  Pelapukan

A

Tropudult

B Tropudalf - -- - C

Aquept/Aquent

ORGANISMA Fungsi Sumber bahan organik tanah

Jumlah dan macam

Pembentukan humus Sifat fisiko-kimia tanah

Peredaran Unsur Hara Perkembangan struktur tanah

Dekomposisi Bahan Organik

Kondisi iklim

Flora Fauna

Suasana fisiko-kimia

Vegetasi lain (kompetisi, sumber makanan, dll)

Organisme Tanah Organisme

Contoh

Ukuran (m)

Jumlah per Biomasa (kg/ha) gram tanah

Pseudomonas Streptomyces Mucor Chlorella

0,5 x 1,5 0,5-2,0 8,0 5 x 13

108 – 109 107 – 108 105 – 106 103 – 106

300 -3.000 300 -3.000 500 – 5.000 10 -1.500

103 – 105 101 – 102

5 – 200 1 – 100 10 – 1.000

Mikroflora - Bakteri - Aktinomisetes - Jamur (Fungi) - Ganggang(Algae) Fauna -

Protozoa Nematoda Cacing Tanah

Euglena Pratylencus Lumbricus

15-50 1.000 100.000

-

Invertebrata lain

Collembola

100.000

1 – 200

Skema Agregat Tanah

WAKTU 





Pembentukan tanah  proses alami yang berjalan sangat lambat, 1000-1.000 th; khusus di P Krakatau (letusan 1883), hanya perlu 100 tahun (abu vulkanik). Penentuan waktu pembentukan tanah (umur) untuk sementara ini hanya dilakukan atas dasar kriteriakriteria botani, zoologi, geologi dan geografi. berguna untuk pertimbangan pengawetan tanah, kecepatan pembentukan tanah rata-rata 1.2 mm per tahun; kehilangan tanah yang dapat dibiarkan 12.5 ton per hektar per tahun.



Waktu  



Umur (chronological) Tingkat perkembangan profil (SOIL DEVELOPMENT = "SOIL AGE“) Tanah muda: pelapukan dan pencampuran bahan mineral dan organik, di permukaan tanah dan pembentukan struktur tanah, horison A dan C, sifat tanah didominasi sifat bahan induknya, contoh tanah muda; Entisol (Aluvial, Regosol).



Tanah dewasa: pembentukan horison B, kemampuan berproduksi tertinggi, karena tersedia unsur hara, contoh tanah dewasa, Inceptisol (Latosol), Andisol (Andosol), Vertisol, Mollisol.



Tanah tua: perubahan nyata pada horison A dan B, terbentuk horison A1, E, B1, B2, B3 dll.. pelapukan mineral dan pencucian basa, tanah kurus dan masam, contoh tanah tua, Ultisol (Podsolik merah kuning) dan Oxisol (Laterit).

PROSES PEMBENTUKAN TANAH

• Soil Profile Development contains characteristic layers called horizons A E B development Bedrock

C

Bedrock

soil

Earth surface is an open book… it tells you nearly everything …….

The story begins… 1) Pelapukan batuan dan mineral

 Translokasi  Dekomposisi bahan organik  Pengurangan ukuran partikel oleh pelapukan  Transformasi mineral (primer menjadi sekunder)  Reaksi-reaksi liat dan bahan organik

 Transformasi  Liat, bahan organik, oksida besi, dan bahan kimia oleh air  Unsur hara disirkulasikan oleh tanaman  Garam-garam terlarut oleh air  Tanah oleh fauna tanah

 Penambahan  Air presipitasi, kondensasi, atau run-off  O2 dan CO2 dari atmosfer  N, Cl, dan S dari atmosfer dan presipitasi  Bahan organik dari aktivitas biotik  Bahan dari sedimen  Energi matahari

 Kehilangan  Air oleh evapotranspirasi  N oleh denitrifikasi  C sebagai CO2 dari oksidasi bahan organik  Tanah oleh erosi  Energi oleh radiasi  Air dan bahan dalam larutan atau suspensi

PELAPUKAN FISIK 





Merupakan proses mekanik : desintegrasi (menghasilkan perubahan fisik, tanpa perubahan kimia) Agen penting: Suhu dan Air, (bisa juga akar tanaman) Penyebab: komposisi mineralogi (daya serap panas berbeda), struktur batuan (retakan, dsb), perbedaan suhu yang drastis

PELAPUKAN KIMIA  Merupakan proses dekomposisi (perubahan fisik dengan perubahan kimia)  Agen penting: Suhu dan Air, (bisa juga bahan organik)  Proses: hidrolisis, hidrasi, karbonasi, oksidasi- reduksi, pelarutan

Pelapukan Kimia

Pelapukan Kimia

Sepuluh Proses Pembentukan Tanah 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Pencucian (leaching) Asidifikasi Eluviasi liat Podsolisasi Desilikasi Reduksi Salinisasi Alkalisasi Erosi Deposisi (pengendapan)



Pencucian (leaching) 



Jika terjadi hujan yang sangat lebat sehingga air meresap ke dalam profil tanah, senyawa-senyawa organik larut akat terangkut

Asidifikasi 

disebabkan oleh air hujan yang bersifat masam karena karbon dioksida larut di dalamnya membentuk asam karbonat



Eluviasi liat 



liat di lapisan tanah atas tercuci dan diendapkan ke lapisan yang lebih bawah. Bagian tanah atas yang kekurangan liat disebut horizon A atau horizson eluvial (eluvial = tercuci ke bawah), dan horizon bagian bawah disebut horison B atau horizon iluvial (iluvial = tercuci ke dalam)

Podsolisasi 

horizon A yang yang berwarna pucat kelabu. Proses podsolisasi terjadi pada tanah-tanah masam. Komponen organik dan anorganik diangkut oleh air dan diendapkan pada horizon B



Desilikasi 



pencucian silika (lebih besar dibandingkan pencucian besi dan aluminium). Proses ini terjadi di daerah tropika, yang menyebabkan terbentuknya tanah yang sangat sarang (porous) dengan kandungan oksida besi yang tinggi. Tanah yang dicirikan oleh adanya proses ini adalah Oxisol.

Reduksi 

Jika terjadi akumulasi air drainase dalam tanah maka udara di dalam tanah digantikan oleh air



Salinisasi & Alkalisasi   



Salinisasi adalah akumulasi garam seperti sulfida dan klorida Alkalisasi adalah akumulasi sodium pada kisi pertukaran aram yang dihembus dari lautan ke daratan, masuk melalui irigasi atau dihasilkan oleh proses pelapukan menyebabkan tanah tidak subur. Masalah ini umumnya terjadi di daerah kering dimana tidak tersedia cukup air untuk mencuci garam dari profil tanah

Erosi dan Deposisi 

Tanah selalu peka terhadap erosi air dan angin. Bahan hasil erosi mungkin diendapkan di lembah-lembah sungai untuk menjadi bahan pembentuk tanah baru, atau mungkin terangkut sampai ke laut