3/18/2013

1

HUBUNGAN AIR, TANAH DAN TANAMAN

PERTEMUAN 05

KLASIFIKASI AIR TANAH} Secara Fisik} air bebas (air gravitasi) : air yang diatus oleh gaya gravitasi. Air dalam

kondisi jenuh dan berada diantara pF 0 dan pF 2,54 (diantara jenuh air dan kapasitas lapang)

} air kapiler : air dalam pori-pori tanah dengan tegangan antara pF 2,} air higroskopis : air di permukaan tanah yang dipegang antara pF 4,5

dan 7,0 (antara koefisien higroskopis dan kering oven) 4 dan 4,5 (kapasitas lapang dan koefisien higroskopis).

} Secara Biologi} air tidak berguna : setara dengan air bebas menurut klasifikasi fisik.

Kelas ini tidak berlaku bagi padi di sawah dan hidrofit yang hidupdalam jenuh air

} air tersedia : air yang terdapat diantara kapsitas lapang dan titik layutetap (pF 2,54 dan 4,17), dan

} air tidak tersedia : air yang berada pada tegangan diatas titik layutetap (diatas pF 4,17). Air dipegang tanah dengan tegangan lebih kuatdibanding kekuatan akar menyerap air.

3/18/2013

2

KLASIFIKASI AIR TANAH

} Berdasarkan Status / Tegangan Lengas Tanah

KLASIFIKASI AIR TANAH} Berdasarkan Status / Tegangan LengasTanah

} Jenuh, Tanah dikatagorikan jenuh manakala seluruh rongga poriterisi air sampai air pada rongga pori makro habis, dan pada saat air pada rongga pori makro habis karena gaya gravitasi mulai dinyatakandalam keadaan kapasitas lapang, tegangan lengas tanah = 0 cm H2O, 0 bar atau pF 0.

} Kapasitas Lapang, Berdasarkan beberapa penelitian kapasitaslapang biasanya dicapai dua hari setelah tanah mengalami penjenuhantotal baik akibat hujan lebat atau irigasi. Tegangan kelembaban tanahpada kapasitas lapang untuk tanah pasir mendekati 1/10 atm, sedangkan untuk tanah liat (clay) mendekati 1/3 atm. Tegangankelembaban tanah ini dapat pula dinyatakan dalam satuan pF, dan padakapasitas lapang umumnya besarnya pF ini adalah = 2,54. Padakeadaan kapasitas lapang sebagian besar air tanah berupa kapiler dansebagian lagi berupa air higroskopis yang terikat pada partikel tanah. Tegangan lengas = 346 cm H2O; 0,3 bar atau pF 2,54.

3/18/2013

3

KLASIFIKASI AIR TANAH} Berdasarkan Status / Tegangan LengasTanah} Layu Permanen, Batas bawah dari air kapiler adalah layu permanen,

yaitu batas terendah dimana air dalam tanah sudah tidak lagi mampudiserap oleh tanaman dan kalau mencapai batas ini tanaman layu dankalaupun disiran lagi tanaman akan tetap layu dan mati, sedangkan bilakadar airnya diatas itu, yaitu pada batas layu, tanaman mengalami layudan bila disiram lagi tanaman dapat tumbuh kembali. Air tanah padakeadaan layu permanen terikat kuat oleh partikel tanah dengantegangan kelembaban tanahnya antara 7 atm sampai 40 atm atau15,849 cm H2O; 15 bar; pF 4,17 Nilai ini tergantung dari teksturtanah dan kadar garam.

} Kering, Kadar air tanah setelah diangin-anginkan di tempat teduhsampai mencapai keseimbangan dengan kelengasan atmosfer. Teganganlengas = 106 cm H2O; 1000 bar; pF 6. Kadar air tanah setelahdikeringkan dalam oven pada suhu 105-110 °C sampai tidak ada lagiair yang menguap (timbangan tetap; biasanya membutuhkan waktu16-18 jam). Tegangan lengas tanah = 107 cm H2O; 10.000 bar; atau pF 7,0.

HUBUNGAN AIR – TANAH - TANAMAN

} Tanaman memerlukan air

} Tanah menyimpan air yang dibutuhkan tanaman

} Atmosfer menyediakan energi yang diperlukantanaman untuk mengambil air dari tanah

3/18/2013

4

Air dari tanah

CO2 dari Udara

Fotosintesis:CO2 + H2O ---- Karbohidrat

(Glukosa)

Glukosa Pati

dan senyawa organik lain dalambuah dan biji

Stomata:

Pintu lalulintas CO2, O2, dan H2O

Fotosintesis:CO2 + H2O Karbohidrat

(Glukosa)

CO2 dari Udara

Glukosa Pati

dan senyawa organik lain dalam biji

Air dari tanah

3/18/2013

5

Budidayatanaman padi sawahmemerlukan banyak air

KEBUTUHAN AIR TANAMAN

A plant has different water needs at different stages of growth. While a plant is young it requires less water than when it is in the reproductive stage.

When the plant approaches maturity, its water need drops. Curves have been developed that show the daily water needs for most types of crops.

3/18/2013

6

PENYERAPAN AIR OLEH TANAMAN

} Jalur penyerapan air oleh tanaman adalah melalui; larutanair tanahè sel-sel epidermis akar (rambut akar) èkorteksè endodermis è xylem akar

PENYERAPAN AIR v.s KEDALAMAN AKAR

} A plant’s root depth determines the depth to which soil water can be extracted. A young plant has only shallow roots and soil water deeper than rooting depth is of no use to the plant. Plants typically extract about 40 percent of their water needs from the top quarter of their root zone, then 30 percent from the next quarter, 20 percent from the third quarter, taking only 10 percent from the deepest quarter. Therefore, plants will extract about 70 percent of their water from the top half of their total root penetration.

} Deeper portions of the root zone can supply a higher percentage of the crop’s water needs if the upper portion is depleted. However, reliance on utilization of deeper water will reduce optimum plant growth.

40%

Air diserap

30%

20%

10%

3/18/2013

7

KETERSEDIAAN AIR BAGI TANAMAN

KETERSEDIAAN AIR BAGI TANAMAN

} Air tersedia bagi tanaman itu berada antara layupermanen dan keadaan kapasitas lapang

} Air tersedia (AT) = kapasitas lapang (KL) – layu permanent (LP)

} Bila dikaitkan dengan kedalaman akar

100

)( LPKLDAT rz −

=

Dimana :AT = Air tersedia untuk tanaman (cm)Drz = kedalaman zona perakaran tanaman (cm)KL = kadar air dalam kondisi kapasitas lapang (%)LP = kadar air dalam kondisi layu permanen (%)

3/18/2013

8

KETERSEDIAAN AIR BAGI TANAMAN

} Apabila kondisi lengas tanah dijaga pada kisaran antara KL dan θc (kadar lengas tanah kritis) kualitas hasil tanaman lebih baik, dan untuk itu dikenal istilah air siap tersedia, AST, (Ready Available Water, RAW)

} Maksimum kekurangan air yang diperbolehkan (MKAD)

} MKAD = AST/AT

} AST = (MKAD) (AT)

= (MKAD) (Drz )(KL – LP)/100

100

)( crz KLDRAW

θ−= = 0,50 atau 0,60 ( KL – LP)

KETERSEDIAAN AIR BAGI TANAMAN

} Nilai MKAD dan Kedalaman Perakaran, Drz Beberapa Tanaman

3/18/2013

9

17

Gerakan air tanah

Gerakan air tanah dipengaruhi oleh kandungan air tanah

Penetrasi air dari tnh basah ke tnh kering(cm)

18Tanah lembab, kadar air awal 29%

Tanah lembab, kadar air awal 20.2%

Tanah lembab, kadar air awal 15.9%

026 156

Jumlah hari kontak, hari

Sumber: Gardner & Widtsoe, 1921.

PERGERAKAN AIR DALAM TANAH

18

LAJU GERAKAN AIR TANAH

Kecepatan gerakan air dlm tanah dipengaruhi oleh dua faktor:1. Daya dari air yang bergerak2. Hantaran hidraulik = Hantaran kapiler = daya

hantar

i = k.fdimana i = volume air yang bergerak; f = daya air yg bergerakdan k = konstante.

Daya air yg bergerak = daya penggerak, ditentukan oleh dua faktor:1. Gaya gravitasi, berpengaruh thd gerak ke bawah2. Selisih tegangan air tanah, ke semua arah

Gerakan air semakin cepat kalau perbedaan tegangan semakin tinggi.

Hantaran hidraulik ditentukan oleh bbrp faktor:1. Ukuran pori tanah2. Besarnya tegangan untuk menahan air

Pada gerakan jenuh, tegangan airnya rendah, shg hantaran hidraulikberbanding lurus dengan ukuran poriPd tanah pasir, penurunan daya hantar lebih jelas kalau terjadi penurunankandungan air tanahLapisan pasir dlm profil tanah akan menjadi penghalang gerakan air tidakjenuh

3/18/2013

10

PERGERAKAN AIR DALAM TANAHGerakanAir Tanah TidakJenuh

Gerakan tidak jenuh = gejala kapilaritas = airbergerak dari muka air tanah ke atas melalui porimikro.Gaya adhesi dan kohesi bekerja aktif pada kolom air(dalam pori mikro), ujung kolom air berbentukcekung.Perbedaan tegangan air tanah akan menentukanarah gerakan air tanah secara tidak jenuh.

Air bergerak dari daerah dengan tegangan rendah (kadar air tinggi)ke daerah yang tegangannya tinggi (kadar air rendah, kering).Gerakan air ini dapat terjadi ke segala arah dan berlangsung secaraterus-menerus.

Pelapisan tanah berpengaruh terhadap gerakan air tanah.Lapisan keras atau lapisan kedap air memperlambat gerakan airLapisan berpasir menjadi penghalang bagi gerakan air dari lapisanyg bertekstur halus.Gerakan air dlm lapisan berpasir sgt lambat pd tegangan

20

PERKOLASI Jumlah air perkolasiFaktor yg berpengaruh:

1. Jumlah air yang ditambahkan2.Kemampuan infiltrasi permukaan tanah3.Daya hantar air horison tanah4. Jumlah air yg ditahan profil tanah pd kondisi

kapasitas lapang

Keempat faktor di atas ditentukan oleh struktur dantekstur tanah

Tanah berpasir punya kapasitas ilfiltrasi dan daya hantar airsangat tinggi, kemampuan menahan air rendah, shgperkolasinya mudah dan cepat

Tanah tekstur halus, umumnya perkolasinya rendah dansangat beragam; faktor lain yg berpengaruh:1. Bahan liat koloidal dpt menyumbat pori mikro &medium2. Liat tipe 2:1 yang mengembang-mengkerut sangatberperan

3/18/2013

11

Gerakan Jenuh (Perkolasi)

Air hujan dan irigasi memasuki tanah, menggantikanudara dalam pori makro - medium - mikro.Selanjutnya air bergerak ke bawah melalui prosesgerakan jenuh dibawah pengaruh gaya gravitasi dankapiler.Gerakan air jenuh ke arah bawah ini berlangsungterus selama cukup air dan tidak ada lapisanpenghalang

Pola pergerakan air gravitasi dalam tanah

3/18/2013

12