DASAR ILMU TA�AH

Semester genap 2009/2010

Materi 02: Pembentukan TanahMateri 02: Pembentukan Tanah

Konsep Pembentukan TanahKonsep Pembentukan Tanah

�� model faktor pembentuk model faktor pembentuk

tanah (tanah (state factor modelstate factor model))

�� paling banyak digunakan paling banyak digunakan

dalam kajian ilmu tanah, dan dalam kajian ilmu tanah, dan

berperan penting dalam berperan penting dalam berperan penting dalam berperan penting dalam

penelitian ekosistem (struktur penelitian ekosistem (struktur

dan fungsi), geomorfologi dan fungsi), geomorfologi

dan geografi. dan geografi.

Faktor Pembentuk TanahFaktor Pembentuk Tanah

Konsep Pembentukan TanahKonsep Pembentukan Tanah

�� model proses terbukamodel proses terbuka

�� tanah merupakan sistem yang terbukatanah merupakan sistem yang terbuka

�� sewaktusewaktu--waktu tanah dapat menerima tambahan bahan dari waktu tanah dapat menerima tambahan bahan dari luar (input), atau kehilangan bahanluar (input), atau kehilangan bahan--bahan yang telah bahan yang telah dimilikinya (dimilikinya (outputoutput). ). dimilikinya (dimilikinya (outputoutput). ). �� Input: hasil pelapukan bahan induk, endapan baru, air hujan/irigasi, Input: hasil pelapukan bahan induk, endapan baru, air hujan/irigasi,

sisasisa--sisa tanaman, energi dari sinar matahari.sisa tanaman, energi dari sinar matahari.

�� Output: erosi tanah, penguapan air, penyerapan unsur hara oleh Output: erosi tanah, penguapan air, penyerapan unsur hara oleh tanaman, pencucian, pancaran panas. tanaman, pencucian, pancaran panas.

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

Tanah sebagai Sistem TerbukaTanah sebagai Sistem Terbuka

Faktor Pembentuk TanahFaktor Pembentuk Tanah

�� 5 faktor pembentuk tanah5 faktor pembentuk tanah�� Bahan indukBahan induk (p) (tekstur, struktur, komposisi (p) (tekstur, struktur, komposisi

kimia dan mineral)kimia dan mineral)

�� Iklim Iklim (cl) (suhu dan curah hujan)(cl) (suhu dan curah hujan)

�� Topografi Topografi / relief (r)/ relief (r)

�� OrganismeOrganisme (o) (vegetasi dan herwan; termasuk (o) (vegetasi dan herwan; termasuk �� OrganismeOrganisme (o) (vegetasi dan herwan; termasuk (o) (vegetasi dan herwan; termasuk manusia)manusia)

�� Waktu Waktu (t) (t)

�� ““Tanah adalah produk dari Tanah adalah produk dari iklim, organismeiklim, organisme, dan , dan topografi topografi yang mempengaruhi yang mempengaruhi bahan indukbahan induk dalam dalam jangka jangka waktu waktu tertentu”tertentu”

Faktor Pembentuk Tanah

Agen, gaya, atau kondisi yang telah, sedang, atau akan mempengaruhi

pembentukan tanah

Iklim

Organisma

Climosequence

Biosequence

FaktorYang terbentuk jika faktor lain dapat diabaikan

Organisma

Bahan

Induk

Topografi

Waktu

Lain-lain

Biosequence

Lithosequence

Toposequence

Chronosequence

fungsi

BAHA� I�DUK

Kwarsa

K-feldspar

Plagioklas

**

*

Granit

Syenit

Granodiorit

Rhyolit

Trachyt

Dacit

Tanah yg terbentuk

Tekstur kasar

Masam

Unsur Hara

Piroksin

Olivin

* *

+

+

+

+

++

+

+

++

++

++

++

+

+

++

++

+

+

+

Diorit

Gabro

Peridotit

Dunit

Andesit

BasaltTekstur halus

Basa

Unsur Hara

Volcanic Ash Andisols

Bahan IndukBahan Induk LainLain�� Bahan Induk Terangkut: Prinsip Erosi dan Bahan Induk Terangkut: Prinsip Erosi dan

PengendapanPengendapan�� Aliran air partikel tanah dan fragmen batuan (sedimen)Aliran air partikel tanah dan fragmen batuan (sedimen)�� Jika air mengalir cepat maka membawa partikel besar dan Jika air mengalir cepat maka membawa partikel besar dan

sedimen lebih banyak.sedimen lebih banyak.�� Jika aliran menjadi lambat, partikel besar diendapkan dulu. Jika aliran menjadi lambat, partikel besar diendapkan dulu.

�� Bahan diendapkan airBahan diendapkan air�� Endapan Aluvial: Endapan Aluvial: Terbentuk akibat aliran air terhenti shingga Terbentuk akibat aliran air terhenti shingga

sedimentasi terjadi cepat, banyak terjadi di daerah pegunungan, air sedimentasi terjadi cepat, banyak terjadi di daerah pegunungan, air �� Endapan Aluvial: Endapan Aluvial: Terbentuk akibat aliran air terhenti shingga Terbentuk akibat aliran air terhenti shingga

sedimentasi terjadi cepat, banyak terjadi di daerah pegunungan, air sedimentasi terjadi cepat, banyak terjadi di daerah pegunungan, air dan semi arid.dan semi arid.

�� Dataran banjir dan Teras: Dataran banjir dan Teras: Teras mencerminkan sisa dataran Teras mencerminkan sisa dataran banjir yang lebih tua, aliran sungai telah memotong menjadi banjir yang lebih tua, aliran sungai telah memotong menjadi dataran banjir baru dalam bentuk teras. dataran banjir baru dalam bentuk teras.

�� Delta: Delta: Terbentuk jika sedimen halus yang dibawa sungai Terbentuk jika sedimen halus yang dibawa sungai diendapkan pada daerah perairan yang luas (misal danau)diendapkan pada daerah perairan yang luas (misal danau)�� tanah tanah subur.subur.

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

Bahan Induk Tanah Bahan Induk Tanah

�� IklimIklim

��Temperatur dan curah hujan adalah unsur iklim Temperatur dan curah hujan adalah unsur iklim

yang laing mempengaruhi sifat tanahyang laing mempengaruhi sifat tanah

��TemperaturTemperatur: :

��Perubahan temperatur dapat menyebabkan Perubahan temperatur dapat menyebabkan

retaknya batuan (pelapukan batuan)retaknya batuan (pelapukan batuan)retaknya batuan (pelapukan batuan)retaknya batuan (pelapukan batuan)

��Temperatur langsung mempengaruhi jumlah bahan Temperatur langsung mempengaruhi jumlah bahan

organik yang dihasilkan. Produksi bahan organik organik yang dihasilkan. Produksi bahan organik

meningkat dengan meningkatnya temperatur meningkat dengan meningkatnya temperatur

asalkan cukup hujan untuk pertumbuhan tanamanasalkan cukup hujan untuk pertumbuhan tanaman

��Meningkatnya temperatur jika meningkatkan Meningkatnya temperatur jika meningkatkan

kecepatan dekomposisi bahan organikkecepatan dekomposisi bahan organik

IKLIMMerupakan faktor yang paling aktif dalam proses pembentukan

tanah, mempengaruhi reaksi kimia, dan aktivitas flora dan fauna

Reaksi cepat (kimia fisik)

Pelapukan kimia / mekanik cepat

Proses kehilangan cepat

Perkembangan cepat

Reaksi cepat (fisik)

Pelapukan mekanik cepat

Proses kehilangan lambat

Perkembangan terhambat

SU

HU

CURAH

HUJA�

Reaksi lambat

Pelapukan mekanik lambat

Proses kehilangan lambat

Perkembangan terhambat

Reaksi lambat

Pelapukan kimia cepat

Proses kehilangan cepat

Perkembangan agak cepat

�� Curah hujanCurah hujan

�� Curah hujan mempengaruhi pelapukan dan jumlah Curah hujan mempengaruhi pelapukan dan jumlah serta dekomposisi bahan organikserta dekomposisi bahan organik

a.a. Jika curah hujan meningkat kecepatan erosi juga Jika curah hujan meningkat kecepatan erosi juga meningkatmeningkat

b.b. Jika curah hujan meningkat, produksi bahan Jika curah hujan meningkat, produksi bahan organik juga meningkat asalkan temperatur cukup organik juga meningkat asalkan temperatur cukup tinggi untuk pertumbuhan tanamantinggi untuk pertumbuhan tanamantinggi untuk pertumbuhan tanamantinggi untuk pertumbuhan tanaman

c.c. Jika curah hujan cukup untuk menggenangi tanah, Jika curah hujan cukup untuk menggenangi tanah, dekomposisi bahan organik akan terhambat dekomposisi bahan organik akan terhambat karena kurangnya oksidasikarena kurangnya oksidasi

Basah - Panas

% kadar garam

Kering - Panas

% kadar garam

Iron and Al-oxide Rich

Curah hujan tinggi

Suhu tinggi

Pelapukan batuan/mineral cepat

Penambahan bahan organik

cepat, demikian juga

Iklim Tropis

Basah- Panas

Oxisols

cepat, demikian juga

dekomposisinya

Pencucian unsur hara relatif

tinggi

�� TopografiTopografi

�� Komponen topografiKomponen topografi

1.1. Lereng (slope) Lereng (slope) –– sudut permukaan lahansudut permukaan lahan

2.2. Tinggi (Height) Tinggi (Height) –– berapa tingginya dari sungaiberapa tingginya dari sungai

3.3. Arah (direction) lerengArah (direction) lereng

�� Lereng:Lereng: % lereng = jarak vertikal x 100 / jarak % lereng = jarak vertikal x 100 / jarak Lereng:Lereng: % lereng = jarak vertikal x 100 / jarak % lereng = jarak vertikal x 100 / jarak

horizontalhorizontal

�� Lereng Curam ( > 15%),Lereng Curam ( > 15%),

�� Limpasan permukaan (runLimpasan permukaan (run--off)off)

�� Erosi meningkat jika lereng makin curamErosi meningkat jika lereng makin curam

�� Tanah memilki horizon A dan B tipisTanah memilki horizon A dan B tipis

��Lereng datarLereng datar, 0, 0--5%, 5%,

��Sedikit limpasan permukaan, banyak infiltrasiSedikit limpasan permukaan, banyak infiltrasi

��Erosi kurangErosi kurang

��Tanah umumnya lebih tebalTanah umumnya lebih tebal

��Horizon A dan B cukup tebal, terjadi Horizon A dan B cukup tebal, terjadi

pencucianpencucianpencucianpencucian

��Tinggi (elevasi)Tinggi (elevasi)�� Elevasi, ketinggian diatas perairan, dapat Elevasi, ketinggian diatas perairan, dapat

membantuk mengendalikan drainase. Elevasi membantuk mengendalikan drainase. Elevasi

mempengarhui kelembaban tanahmempengarhui kelembaban tanah

A

Bandingkan

� Kondisi air

� Suhu

� Aliran air

� Erosi

� Pelapukan

Tropudult

TOPOGRAFI

- -- -

--

B

C

� Pelapukan

Tropudalf

Aquept/Aquent

ORGA�ISMA

Sumber bahan organik

tanah

Pembentukan humus

Sifat fisiko-kimia tanah

Fungsi

Kondisi iklim

Suasana fisiko-kimiaFlora

Jumlah dan macam

Peredaran Unsur Hara

Perkembangan struktur

tanah

Dekomposisi Bahan

Organik

Suasana fisiko-kimia

Vegetasi lain

(kompetisi, sumber

makanan, dll)

Flora

Fauna

Organisme TanahOrganisme Tanah

Organisme Contoh Ukuran(µµµµm)

Jumlah per gram tanah

Biomasa (kg/ha)

Mikroflora

- Bakteri Pseudomonas 0,5 x 1,5 108 – 109 300 -3.000

- Aktinomisetes Streptomyces 0,5-2,0 107 – 108 300 -3.000

- Jamur (Fungi) Mucor 8,0 105 – 106 500 – 5.000- Jamur (Fungi) Mucor 8,0 10 – 10 500 – 5.000

- Ganggang(Algae) Chlorella 5 x 13 103 – 106 10 -1.500

Fauna

- Protozoa Euglena 15-50 103 – 105 5 – 200

- Nematoda Pratylencus 1.000 101 – 102 1 – 100

- Cacing Tanah Lumbricus 100.000 10 – 1.000

- Invertebrata lain Collembola 100.000 1 – 200

Skema Agregat Tanah Skema Agregat Tanah

WAKTUWAKTU

�� PembentukanPembentukan tanahtanah �� prosesproses alamialami yang yang berjalanberjalansangatsangat lambatlambat, , 100100--1.000 1.000 thth; ; khususkhusus didi P Krakatau P Krakatau ((letusanletusan 1883), 1883), hanyahanya perluperlu 100 100 tahuntahun ((abuabuvulkanikvulkanik). ).

�� PenentuanPenentuan waktuwaktu pembentukanpembentukan tanahtanah ((umurumur) ) untukuntuksementarasementara iniini hanyahanya dilakukandilakukan atasatas dasardasar kriteriakriteria--sementarasementara iniini hanyahanya dilakukandilakukan atasatas dasardasar kriteriakriteria--kriteriakriteria botanibotani, , zoologizoologi, , geologigeologi dandan geografigeografi..

�� bergunaberguna untukuntuk pertimbanganpertimbangan pengawetanpengawetan tanahtanah, , kecepatankecepatan pembentukanpembentukan tanahtanah ratarata--rata 1.2 mm per rata 1.2 mm per tahuntahun; ; kehilangankehilangan tanahtanah yang yang dapatdapat dibiarkandibiarkan 12.5 12.5 ton per ton per hektarhektar per per tahuntahun..

�� WaktuWaktu�� Umur (chronological)Umur (chronological)

�� Tingkat perkembangan profil (SOIL Tingkat perkembangan profil (SOIL DEVELOPMENT = "SOIL AGE“)DEVELOPMENT = "SOIL AGE“)

�� Tanah mudaTanah muda:: pelapukan dan pencampuran bahan mineral dan pelapukan dan pencampuran bahan mineral dan organik, di permukaan tanah dan pembentukan struktur tanah, organik, di permukaan tanah dan pembentukan struktur tanah, horison A dan C, sifat tanah didominasi sifat bahan induknya, horison A dan C, sifat tanah didominasi sifat bahan induknya, contoh tanah muda; Entisol (Aluvial, Regosol).contoh tanah muda; Entisol (Aluvial, Regosol).contoh tanah muda; Entisol (Aluvial, Regosol).contoh tanah muda; Entisol (Aluvial, Regosol).

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

�� Tanah tua:Tanah tua: perubahan nyata pada horison A dan B, terbentuk perubahan nyata pada horison A dan B, terbentuk horison Ahorison A11, E, B, E, B11, B, B22, B, B33 dll.. pelapukan mineral dan pencucian dll.. pelapukan mineral dan pencucian basa, tanah kurus dan masam, contoh tanah tua, Ultisol (Podsolik basa, tanah kurus dan masam, contoh tanah tua, Ultisol (Podsolik merah kuning) dan Oxisol (Laterit). merah kuning) dan Oxisol (Laterit).

PROSES PEMBENTUKAN TANAH

• Soil Profile Developmentcontains characteristic layers

called horizons

A

EE

B

soil

B

C

Bedrock

development

Bedrock

Earth surface is an open

book� it tells you nearly

everything ��.

The story begins7

1) Pelapukan batuan dan mineral

��TranslokasiTranslokasi��Dekomposisi bahan organik Dekomposisi bahan organik

��Pengurangan ukuran partikel oleh pelapukan Pengurangan ukuran partikel oleh pelapukan

��Transformasi mineral (primer menjadi sekunder) Transformasi mineral (primer menjadi sekunder)

��ReaksiReaksi--reaksi liat dan bahan organikreaksi liat dan bahan organik

��TransformasiTransformasi��TransformasiTransformasi��Liat, bahan organik, oksida besi, dan bahan kimia Liat, bahan organik, oksida besi, dan bahan kimia oleh air oleh air

��Unsur hara disirkulasikan oleh tanaman Unsur hara disirkulasikan oleh tanaman

��GaramGaram--garam terlarut oleh air garam terlarut oleh air

��Tanah oleh fauna tanah Tanah oleh fauna tanah

��PenambahanPenambahan�� Air presipitasi, kondensasi, atau runAir presipitasi, kondensasi, atau run--off off

��OO22 dan COdan CO22 dari atmosfer dari atmosfer

�� N, Cl, dan S dari atmosfer dan presipitasi N, Cl, dan S dari atmosfer dan presipitasi

�� Bahan organik dari aktivitas biotik Bahan organik dari aktivitas biotik

�� Bahan dari sedimen Bahan dari sedimen

�� Energi matahari Energi matahari

KehilanganKehilangan��KehilanganKehilangan�� Air oleh evapotranspirasi Air oleh evapotranspirasi

�� N oleh denitrifikasi N oleh denitrifikasi

�� C sebagai COC sebagai CO22 dari oksidasi bahan organik dari oksidasi bahan organik

�� Tanah oleh erosi Tanah oleh erosi

�� Energi oleh radiasi Energi oleh radiasi

�� Air dan bahan dalam larutan atau suspensiAir dan bahan dalam larutan atau suspensi

PELAPUKAN FISIK

�� Merupakan proses mekanik : desintegrasi Merupakan proses mekanik : desintegrasi (menghasilkan perubahan fisik, tanpa perubahan (menghasilkan perubahan fisik, tanpa perubahan kimia)kimia)

�� Agen penting: Suhu dan Air, (bisa juga akar Agen penting: Suhu dan Air, (bisa juga akar Agen penting: Suhu dan Air, (bisa juga akar Agen penting: Suhu dan Air, (bisa juga akar tanaman)tanaman)

�� Penyebab: komposisi mineralogi (daya serap Penyebab: komposisi mineralogi (daya serap panas berbeda), struktur batuan (retakan, dsb), panas berbeda), struktur batuan (retakan, dsb), perbedaan suhu yang drastisperbedaan suhu yang drastis

PELAPUKAN KIMIA

�� Merupakan proses dekomposisi Merupakan proses dekomposisi (perubahan fisik dengan perubahan kimia)(perubahan fisik dengan perubahan kimia)

�� Agen penting: Suhu dan Air, (bisa juga Agen penting: Suhu dan Air, (bisa juga bahan organik)bahan organik)bahan organik)bahan organik)

�� Proses: hidrolisis, hidrasi, karbonasi, Proses: hidrolisis, hidrasi, karbonasi, oksidasioksidasi-- reduksi, pelarutanreduksi, pelarutan

Pelapukan KimiaPelapukan Kimia

Pelapukan KimiaPelapukan Kimia

Sepuluh Proses Pembentukan TanahSepuluh Proses Pembentukan Tanah

1.1. Pencucian (Pencucian (leachingleaching))2.2. AsidifikasiAsidifikasi

3.3. Eluviasi liatEluviasi liat

4.4. PodsolisasiPodsolisasi

5.5. DesilikasiDesilikasi5.5. DesilikasiDesilikasi

6.6. ReduksiReduksi

7.7. Salinisasi Salinisasi

8.8. AlkalisasiAlkalisasi

9.9. Erosi Erosi

10.10. Deposisi (pengendapan)Deposisi (pengendapan)

�� Pencucian (Pencucian (leachingleaching) )

�� Jika terjadi hujan yang sangat lebat sehingga air Jika terjadi hujan yang sangat lebat sehingga air

meresap ke dalam profil tanah, senyawameresap ke dalam profil tanah, senyawa--senyawa senyawa

organik larut akat terangkutorganik larut akat terangkutorganik larut akat terangkutorganik larut akat terangkut

�� AsidifikasiAsidifikasi

�� disebabkan oleh air hujan yang bersifat masam disebabkan oleh air hujan yang bersifat masam

karena karbon dioksida larut di dalamnya karena karbon dioksida larut di dalamnya

membentuk asam karbonatmembentuk asam karbonat

�� Eluviasi liatEluviasi liat

�� liat di lapisan tanah atas tercuci dan diendapkan ke lapisan liat di lapisan tanah atas tercuci dan diendapkan ke lapisan

yang lebih bawah. Bagian tanah atas yang kekurangan liat yang lebih bawah. Bagian tanah atas yang kekurangan liat

disebut horizon A atau horizson eluvial (eluvial = tercuci ke disebut horizon A atau horizson eluvial (eluvial = tercuci ke

bawah), dan horizon bagian bawah disebut horison B atau bawah), dan horizon bagian bawah disebut horison B atau bawah), dan horizon bagian bawah disebut horison B atau bawah), dan horizon bagian bawah disebut horison B atau

horizon iluvial (iluvial = tercuci ke dalam)horizon iluvial (iluvial = tercuci ke dalam)

�� PodsolisasiPodsolisasi

�� horizon A yang yang berwarna pucat kelabu. Proses horizon A yang yang berwarna pucat kelabu. Proses

podsolisasi terjadi pada tanahpodsolisasi terjadi pada tanah--tanah masam. Komponen tanah masam. Komponen

organik dan anorganik diangkut oleh air dan diendapkan pada organik dan anorganik diangkut oleh air dan diendapkan pada

horizon Bhorizon B

�� DesilikasiDesilikasi

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

�� ReduksiReduksi

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

�� SalinisasiSalinisasi & Alkalisasi& Alkalisasi�� Salinisasi adalah akumulasi garam seperti sulfida dan kloridaSalinisasi adalah akumulasi garam seperti sulfida dan klorida

�� AlkalisasiAlkalisasi adalah adalah akumulasi sodium pada kisi pertukaranakumulasi sodium pada kisi pertukaran

�� aram yang dihembus dari lautan ke daratan, masuk melalui aram yang dihembus dari lautan ke daratan, masuk melalui irigasi atau dihasilkan oleh proses pelapukan menyebabkan irigasi atau dihasilkan oleh proses pelapukan menyebabkan tanah tidak subur. Masalah ini umumnya terjadi di daerah tanah tidak subur. Masalah ini umumnya terjadi di daerah tanah tidak subur. Masalah ini umumnya terjadi di daerah tanah tidak subur. Masalah ini umumnya terjadi di daerah kering dimana tidak tersedia cukup air untuk mencuci garam kering dimana tidak tersedia cukup air untuk mencuci garam dari profil tanahdari profil tanah

�� Erosi dan DeposisiErosi dan Deposisi�� Tanah selalu peka terhadap erosi air dan angin. Bahan hasil Tanah selalu peka terhadap erosi air dan angin. Bahan hasil

erosi mungkin diendapkan di lembaherosi mungkin diendapkan di lembah--lembah sungai untuk lembah sungai untuk menjadi bahan pembentuk tanah baru, atau mungkin menjadi bahan pembentuk tanah baru, atau mungkin terangkut sampai ke lautterangkut sampai ke laut