Embed Size (px)
Citation preview
MINGGU 2
HUBUNGAN
TANAH - AIR - TANAMAN
Irigasi dan Drainasi
Widianto (2012)
TUJUAN PEMBELAJARAN
Air – Tanah – Tanaman
1. Memahami sifat dan karakteristik tanah untuk menyediakan air bagi tanaman
2. Memahami proses-proses aliran air dalam tanah
3. Memahami keadaan air dalam tanah dan hubungannya dengan tanaman dan faktor2 lingkungan
4. Bisa menghitung jumlah air yang ada dalam tanah
5. Bisa memanfaatkan data tanah untuk perencanaan dan pengoperasian irigasi dan drainasi
TANAH DAN AIR
1. SIFAT FISIK TANAH• Komposisi Tanah• Profil Tanah• Tekstur Tanah• Struktur Tanah
2. ALIRAN AIR KEDALAM TANAH• Proses Infiltrasi• Laju Infiltrasi• Faktor yang Mempengaruhi
Infiltrasi3. KONDISI AIR TANAH
• Kadar Air Tanah• Hubungan Kadar Air dengan
Potensial Air (Kurva pF)• Air Tersedia bagi Tanaman
Air – Tanah – Tanaman
SIFAT FISIK TANAH
Akar tanaman
KOMPONEN TANAH
• Matriks Tanah • Pori2 Tanah
Air tanah
Udara tanah
Padatan tanah
PROFIL TANAH
Lapisan olah
Lapisan olah dalam
Lapisan tanah bawah
Batuan induk
HUBUNGAN ANTAR KOMPONEN TANAH
HUBUNGAN ANTAR KOMPONEN TANAH
Udara = Air
Air = Water
Padatan = Solid
Volume komponen dinyatakan dengan satuan m3
Massa komponen dinyatakan dengan satuan kg
HUBUNGAN ANTAR KOMPONEN TANAH
Udara = Air
Air = Water
Padatan = Solid
MUmassa udara
VU volume udara
MAmassa air
VA volume air
MPmassa padatan
VP volume padatan
{
{
{
HUBUNGAN ANTAR KOMPONEN TANAH
Hubungan-hubungan antar Komponen (Udara – Air – Padatan) :
1. Kadar Air (massa) - w
2. Kadar Air (volume) – q
3. Berat Jenis Padatan - rs
4. Berat Jenis Air - rw
5. Berat Isi Tanah - rb
6. Porositas Tanah - f
7. Rasio Ruangan - e
8. Derajat Kejenuhan - s
9. Porositas terisi Udara - fs
TEKSTUR TANAH
Partikel Tanah (USDA)
Partikel Ukuran Diameter Bentuk Dasar
Pasir 50 – 2.000 mm Kubus atau Bola
Debu 2 – 50 mm Kubus atau Bola
Liat < 2 mm Lempeng
Tekstur Tanah• Sifat berat atau ringan tanah apabila diolah yang
ditentukan oleh banyaknya partikel pasir, debu atau liat dalam tanah tersebut
• Komposisi (persen massa) dari partikel pasir, debu dan liat yang menyusun tanah
TEKSTUR TANAH
Sifat2 Tanah berdasarkan Tekstur
Tekstur PASIR DEBU LIAT
Jika dirasakan Kasar Licin Halus
Jika diolah Ringan Sedang Berat
Jika diberi Air Mudah Kering Lembab Tetap Basah
Aliran Air Cepat meresap Sedang Lambat, tergenang
Kelekatan Tidak melekat Agak lekat Sangat lekat
Jika Kering Lepas Agak lekat Keras dan lekat
KELAS TEKSTUR TANAH
STRUKTUR TANAH
Struktur Tanah : susunan partikel tanah primer menjadigumpalan yang disebut agregat atau peds”
REMAH atau
GRANULAR
TIANG MEMBULAT
atau COLUMNAR
TIANG TAJAM atau
PRISMATIC
BUTIR TUNGGAL atau
SINGLE GRAIN
LEMPENG atau
PLATY
GUMPAL atau
BLOCKY
STRUKTUR TANAH
STRUKTUR GRANULAR
STRUKTUR LEMPENGSTRUKTUR PRISMATIK
LEMPENG
REMAH
TIANG
STRUKTUR TANAH
JUMLAH AIR DALAM TANAH : KADAR AIR TANAH
Volume air = 150 mm = 0,150 m x 1 m x 1 m = 0,150 m3
Volume Tanah = 1 m x 1 m x 1 m = 1 m3
Jika tanah semula dalam keadaan kering diberi air 150 mm, maka kadar air tanah sekarang = 0,150 m3 / 1 m3 = 0,15 m3 m-3 atau 15% volume
PERHITUNGAN AIR DALAM TANAH
• Berat Isi Tanah • Berat Jenis Padatan• Porositas Tanah• Kadar Air :
1. Kadar Air Massa2. Kadar Air Volume3. Tebal/tinggi Air
Tujuan Akhir : Mampu mengukur dan menghitung berapa jumlah air yang ada di dalam profil tanah
Perhitungan Dasar
ALIRAN AIR KEDALAM TANAH
INFILTRASI : MASUKNYA AIR KEDALAM TANAH
INFILTRASI : MASUKNYA AIR KEDALAM TANAH
MENGUKUR KECEPATAN MASUKNYA AIR KEDALAM TANAH :LAJU INFILTRASI
KONSEP LAJU INFILTRASI
Laju Infiltrasi dinyatakan dengan satuan panjang per waktu : cm menit-1, cm jam-1 , cm hari-1
LAJU INFILTRASI
Kelas Kategori Infiltrasi Laju Infiltrasi (cm jam-1)
1 Sangat Lambat < 0,1
2 Lambat 0,1 – 0,5
3 Agak Lambat 0,5 – 2,0
4 Sedang 2,0 – 6,0
5 Agak Cepat 6,0 – 12,5
6 Cepat 12,5 – 25,0
7 Sangat Cepat > 25,0
Catatan : • Kelas 1 tidak sesuai untuk irigasi (biasanya justru drainasi)• Kelas 6 dan 7 lebih sesuai untuk irigasi curah
Sumber : Landon (1984). Booker Tropical Soil Manual
LAJU INFILTRASI DAN TEKSTUR TANAH
Laju Infiltrasi semakin lambat
PENGARUH STRUKTUR TANAH
LAJU INFILTRASI DAN KADAR AIR TANAH (AWAL)
PENGARUH TEKSTUR TANAH
Kelas Tekstur TanahLaju Infiltrasi (cm jam-1)
Rata-rata Kisaran Normal
Pasir 5 2 – 25
Lempung Berpasir 2 1 – 8
Lempung 1 0,1 – 2,0
Lempung Berliat 1,8 0,2 – 1,5
Liat Berdebu 0,2 0,03 – 0,5
Liat 0,05 0,01 – 0,8
Sumber : Landon (1984). Booker Tropical Soil Manual
AIR DALAM TANAH
AIR DALAM PORI TANAH
Available water for plants
KLASIFIKASI AIR DALAM TANAH (FISIK VS BIOLOGI)
FISIK BIOLOGI0.0
- 30
-15
- 0.2
gravitasi
kapiler
uap
tidak tersedia(drainase)
tersedia
tidak tersedia
y (bars)
Jenuh
Kap. Lapangan
Titik Layu
Air Higroskopis
KAPASITAS MENAHAN AIR TERSEDIA
Status Air TanahStatus Potensial Air
KeteranganpF atm (bar)
Jenuh (saturation)
0 0 Tanah selalu tergenang atau setelah hujan sangat lama. Biasanya permukaan tanah sedikit berair
Kapasitas Lapangan (field capacity)
1 – 2,5 0,1 -0,3 Kondisi air dalam tanah setelah hujan berhenti (bisa sesaat sampai beberapa jam atau hari). Aliran air ke bawah lambat sekali atau sudah berhenti.
Titik Layu Tetap (permanent wilting point)
4,2 15 Kondisi air dalam tanah setelah berhari-hari tidak terjadi hujan atau disiram, ditandai dengan kebanyakan tanaman layu sampaimati
Catatan :Status potensial pada Kapasitas Lapangan sering dipakai pF 2,5 atau 1/3 atm, namun untuk daerah tropis disarankan pF 1,0 - 2,0 atau 0,01 – 0,1 atm
KURVA PF = KURVA KARAKTERISTIK AIR TANAHP
ote
nsi
al A
irTa
nah
(pF)
Kadar Air (%, volume)
UKURAN PORI : EKIVALEN DIAMETER
Macam Pori
Ukuran Pori(Ekivalen Diameter)
Catatan
Pori Makro (kasar)
> 100 mm • Sebagai aerasi dan drainasi.• Dapat dilihat dengan mata
telanjang
Pori Meso (sedang)
30 – 100 mm • Menghantar air kapiler cepat• Dapat dilihat dengan perbesaran
10 x
Pori Mikro (halus)
< 30 mm • Menahan air higroskopis dan kapiler lambar
• Tidak bisa diamati
Pori Total -- • Jumlah ruangan pori identik dengan kadar air volume pada kondisi jenuh (saturated)
KAPASITAS MENAHAN AIR TERSEDIA
Jenuh 39 50 54
Kapasitas Lapangan 10 38 49
Titik Layu Permanen 4 9 29
Pori Total 39 50 54
Pori Makro = Air Drainasi 29 12 6
Pori Meso = Air Tersedia 6 29 20
Pori Mikro = Titik Layu Permanen 4 9 29
KURVA KARAKTERISTIK AIR TANAH
DISTRIBUSI RUANGAN PORI TANAH
AIR TERSEDIA BAGI TANAMAN
PENGGUNAAN AIR OLEH TANAMAN
KEBUTUHAN AIR TANAMAN = EVAPOTRANSPIRASI
ETc = kc x ETo (FAO-24)
ETo = evapotranspirasi potensial
kc = koefisien tanaman
Neraca Air (soil water balance)
EVAPOTRANSPIRASI : EVAPORASI + TRANSPIRASI
NERACA AIR (PADA LAHAN SAWAH)
Bagaimana Neraca Air pada Petak ini ?
Bagaimana Siklus Air pada Petak ini ?
NERACA AIR (WATER BALANCE)
ΔS = (P+Ir) – (R+E+T+D)
ΔS : perubahan simpanan lengasP : presipitasiIr : irigasiR : runoffE : evaporasiT : transpirasiD : perkolasi dalam(diukur dgn lisimeter dan lapangan langsung)
PENERAPAN
IRIGASI : MANIPULASI AIR TANAH UNTUK TANAMAN
ZONE PERAKARAN : KAWASAN TUJUAN PEMBASAHAN
INFILTRASI : MASUKNYA AIR KEDALAM TANAH
PASIR LEMPUNG LIAT
PENGARUH TEKSTUR TANAH TERHADAP PEMBASAHAN
INFILTRASI : MASUKNYA AIR KEDALAM TANAH
PEMBASAHAN PADA SISTEM IRIGASI SELOKAN
INFILTRASI : MASUKNYA AIR KEDALAM TANAH
MODEL PEMBASAHAN YANG IDEAL
INFILTRASI : MASUKNYA AIR KEDALAM TANAH
TATA-LETAK YANG SALAH
PENGELOLAAN YANG SALAH
Debit Aliran Air dan Penggenangan tidak tepat : terlalu besar (kiri) dan terlalu kecil (kanan)
Jarak antar selokan terlalu lebar
MENGUKUR KONDISI AIR DALAM TANAH
PROFIL KADAR AIR TANAH
MENGUKUR KONDISI AIR DALAM TANAH
PROFIL KADAR AIR TANAH : NEUTRON PROBE
MENGUKUR KONDISI AIR DALAM TANAH
PROFIL KADAR AIR TANAH :TENSIOMETER
MENGUKUR KONDISI AIR DALAM TANAH
PROFIL KADAR AIR TANAH :TETHA PROBE
PEMANFAATAN DATA AIR DAN TANAH
1. PERENCANAAN
2. OPERASIONAL
CONTOH PRAKTEK :• DISKUSIKAN DAN JAWABLAH PERTANYAAN-
PERTANYAAN DALKAM SOAL BERIKUT (TUGAS
TERSTRUKTUR)• DIBAHAS DALAM TUTORIAL
KE BAGIAN 3 : NERACA AIR DI ZONA PERAKARAN
