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 hidup dalam jenuh air

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

air tidak tersedia : air yang berada pada tegangan diatas titik layu tetap (diatas pF 4,17). Air dipegang tanah dengan tegangan lebih kuat dibanding kekuatan akar menyerap air.

KLASIFIKASI AIR TANAH Berdasarkan Status / Tegangan Lengas

Tanah

KLASIFIKASI AIR TANAH Berdasarkan Status / Tegangan Lengas Tanah

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

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

KLASIFIKASI AIR TANAH Berdasarkan Status / Tegangan Lengas Tanah

Layu Permanen, Batas bawah dari air kapiler adalah layu permanen, yaitu batas terendah dimana air dalam tanah sudah tidak lagi mampu diserap oleh tanaman dan kalau mencapai batas ini tanaman layu dan kalaupun disiran lagi tanaman akan tetap layu dan mati, sedangkan bila kadar airnya diatas itu, yaitu pada batas layu, tanaman mengalami layu dan bila disiram lagi tanaman dapat tumbuh kembali. Air tanah pada keadaan layu permanen terikat kuat oleh partikel tanah dengan tegangan kelembaban tanahnya antara 7 atm sampai 40 atm atau 15,849 cm H2O; 15 bar; pF 4,17 Nilai ini tergantung dari tekstur tanah dan kadar garam.

Kering, Kadar air tanah setelah diangin-anginkan di tempat teduh sampai mencapai keseimbangan dengan kelengasan atmosfer. Tegangan lengas = 106 cm H2O; 1000 bar; pF 6. Kadar air tanah setelah dikeringkan dalam oven pada suhu 105-110 C sampai tidak ada lagi air yang menguap (timbangan tetap; biasanya membutuhkan waktu 16-18 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 diperlukan

tanaman untuk mengambil air dari tanah

Air dari tanah

CO2 dari Udara

Fotosintesis:CO2 + H2O ---- Karbohidrat (Glukosa)

Glukosa Pati

dan senyawa organik lain dalam buah dan biji

Stomata:

Pintu lalulintas CO2, O2, dan H2O

Fotosintesis:CO2 + H2O Karbohidrat (Glukosa)

CO2 dari Udara

Glukosa Patidan senyawa organik lain dalam biji

Air dari tanah

Budidaya tanaman padi sawah memerlukan 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.

PENYERAPAN AIR OLEH TANAMAN Jalur penyerapan air oleh tanaman adalah

melalui; larutan air tanah sel-sel epidermis akar (rambut akar) korteks endodermis 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%

KETERSEDIAAN AIR BAGI TANAMAN

KETERSEDIAAN AIR BAGI TANAMAN Air tersedia bagi tanaman itu berada antara

layu permanen 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 (%)

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

= 0,50 atau 0,60 ( KL – LP)

KETERSEDIAAN AIR BAGI TANAMAN Nilai MKAD dan Kedalaman Perakaran, Drz

Beberapa Tanaman

17

Gerakan air tanah

Gerakan air tanah dipengaruhi oleh kandungan air tanah

Penetrasi air dari tnh basah ke tnh kering(cm) 18

Tanah lembab, kadar air awal 29%

Tanah lembab, kadar air awal 20.2%

Tanah lembab, kadar air awal 15.9%

0 26 156

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 bergerak dan 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 hidraulik berbanding lurus dengan ukuran poriPd tanah pasir, penurunan daya hantar lebih jelas kalau terjadi penurunan kandungan air tanahLapisan pasir dlm profil tanah akan menjadi penghalang gerakan air tidak jenuh

PERGERAKAN AIR DALAM TANAHGerakan Air Tanah Tidak Jenuh

Gerakan tidak jenuh = gejala kapilaritas = air bergerak dari muka air tanah ke atas melalui pori mikro.Gaya adhesi dan kohesi bekerja aktif pada kolom air (dalam pori mikro), ujung kolom air berbentuk cekung.Perbedaan tegangan air tanah akan menentukan arah 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 secara terus-menerus.

Pelapisan tanah berpengaruh terhadap gerakan air tanah.Lapisan keras atau lapisan kedap air memperlambat gerakan air Lapisan berpasir menjadi penghalang bagi gerakan air dari lapisan yg 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 dan tekstur tanah

Tanah berpasir punya kapasitas ilfiltrasi dan daya hantar air sangat tinggi, kemampuan menahan air rendah, shg perkolasinya mudah dan cepat

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

Gerakan Jenuh (Perkolasi)

Air hujan dan irigasi memasuki tanah, menggantikan udara dalam pori makro - medium - mikro. Selanjutnya air bergerak ke bawah melalui proses gerakan jenuh dibawah pengaruh gaya gravitasi dan kapiler.Gerakan air jenuh ke arah bawah ini berlangsung terus selama cukup air dan tidak ada lapisan penghalang

Pola pergerakan air gravitasi dalam tanah

TUGAS Cari nilai KL dan TLP dari berbagai tekstur

tanah (cantumkan pustaka yang digunakan) Hitung nilai maksimum defisit air yang

diperbolehkan untuk tanaman jagung, jika diketahui nilai : KL = 80 % TLP = 40 % Titik kritis = 60 % dari AT