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