Selasa, 19 April 2011

LAPORAN PRAKTIKUM DASAR-DASAR ILMU TANAH (DDIT) KONDUKTIVITAS HIDROLIKA

PENDAHULUAN
I. LATAR BELAKANG
Konduktivitas hidrolika tanah merupakan kemampuan tanah untuk melewati air. Kemampuan ini berlaku pada dua kondisi, yaitu pada saat semua pori-pori terisi oleh air ( tanah jenu ) dan ketika hanya sebagian dari pori-pori yang terisi air ( tanah tak jenuh ). Dalam hal ini, laju konduktivitas hidrolika tanah ( K-sat ) selalu lebih tingggi dari laju konduktivitas hidrolika tanah tak jenu ( K-unsat ). Hal ini disebabkan oleh dua faktor utama. Pertama, pada tanah jenuh pengaruh gaya gravitasi jauh lebih dominan dibandingkan pada tanah tak jenuh. Kedua, ukuran pori-pori sebagai media K-sat jauh lebih besar dari ukuran pori-pori untuk K-unsat.
Penetapan K-sat sangat penting dalam memprediksi dan mengevaluasi berbagai proses yang berkaitan dengan pengelolan tanah dan air. Di sektor pertanian dan kehutanan, nilai K-sat suatu jenis tanah dapat digunakan untuk mengevaluasi mudah tidaknya tanah tersebut menghasilkan aliran permukaan ( runoff ) atau tergenang bila hujan turun. Bila nilai K-sat lebih rendah dari intesitas hujan maka tanah tersebut cendering akan mengalami runoff dan tererosi bila lahanya miring dan tergenang bila lahannya datar atau cekung. Pengukuran K-sat juga penting dalam menentukan laju kehilangan air dari tubuh tanah melalui perembesan seperti yang ditemui pada saluran irigasi dan petak-petak sawah. Oleh sebab itu, penetapan K-sat sangat penting diilakukan di daerah-daerah tropis yang memiliki curah hujan yang sangat tinggi.

TUJUAN PRAKTIKUM.
Tujuan dari praktikum ini adalah :
- Menetapkan laju konduktivitas hidrolika contoh tanah dalam keadaan jenuh
- Membandingkan laju konduktivitas dari beberapa contoh tanah yang digunakan

II. TINJAUAN PUSTAKA
Air berada dalam lapisan tanah karena daya ruang-ruang kosong di antara partikel tanah, adanya gaya tarik partikel tanah terhadap air (adsorptive force) dan gaya kapiler. Gabungan kedua gaya terakhir disebut dengan gaya matriks. Begitu ruang-ruang kosong milai terisi air, maka gaya matriknya mulai turun dan pada keadaan mendekati jenuh maka gaya matriknya mendekati nol. Keadaan air pada saat gaya matriknya nol disebut kapasitas lapang. Apabila air terus ditambahkan , meskipun ruangannya masih tersedia, maka air tersebut akan dibiarkan terus mengalirketempat lebih rendaholeh gaya gravitasi. Akan tetapi apabila ada gaya luar yang menahan gaya gravitasi, maka air akan memenuhi ruangan kosong yang ada.
Tidak semua air yang ada didalam pori tanah dapat dipergunakan oleh tanaman. Hal ini tergantung oleh kekuatan dalam menarik air antara akar dengan partikel tanah. Pada kondisi jenuh, air didalam pori tanah diikat sehingga memerlukan tenaga yang besar untuk melaluinya. (Suhardi, 1997)
Kemampuan tanah menyimpan air dipengaruhi oleh macam dari ukuran diameter partikel penyusunnya. Partikel liat mempunyai daya ikat air lebih besar dibandingkan partikel pasir, akan tetapi tanah liat mempunyai ruang antar partikel (pori) lebih sempit dibandingkan tanah berpasir. Oleh karena itu, air gravitasi pada tanah liat lebih kecil dibandingkan tanah pasir akan tetapi tanah pasir maupun tanah liat kurang mampu menyimpan atau menyediakan air untuk tanaman. Tanah dengan tekstur sedang (lempung) umumnya mempunyai kemampuan menyimpan dan menyediakan air untuk tanaman lebih besar dari tanah lainnya (Seta, 1987)
Air hujan atau air irigasi yang memasuki tanah, mula-mula menggunakan atau menggantikan udara yang terdapat dalam pori makro dan kemudian pori mikro. Air tambahan berikutnya akan bergerak kebawah melalui proses pergerakan air jenuh. Pergerakan air jenuh dikatakan atau ditentukan oleh dua factor, yaitu
 Daya air yang bergerak (Driving Force)
 Kemampuan pori melewatkan air (Hidrolic Konductivity), atau hantaran hidrolika
Hubungan kedua factor itu dengan jumlah airnya yang bergerak tertentu pada persamaan : V = k x f. Dimana v adalah volume air bergerak, dan f adalah daya air yang bergerak, k adalah hantaran hidrolik
Hantaran hidrolik pada tanah jenuh adalah tetap, yang ditentukan oleh ukuran dan distribusi pori. Daya air yang bergerak yang dikenal juga sebagai gradient hidrolik sama dengan perbedaan tinggi antara diatas dan dibawah kolom tanah. (Sanches, 1976).
Pergerakan air jenuh tidak hanya jumlah air yang bergerak melalui profil tanah ditentukan oleh factor sebagai berikut :
 Jumlah air yang ditambahkan
 Kemampuan infiltrasi permukaan tanah
 Hantaran hidrolik horizon-horizon
 Jumlah air yang ditahan oleh profil tanah pada keadaan kapasitas lapang
Tekstur dan struktur berbagai horizon menentukan pengaruh keempat factor tersebut . Tanah berpasir mempunyai kemampuan infiltrasi dan hantaran hidrolik serta daya menahan air rendah, sebaliknya tanah bertekstur halus umumnya mempunyai perkolasi air rendah, karena penyumbatan pori oleh pembengkakan koloid tanah serta adanya uadara yang terjepit. (Nurhayati, 1986).
Tegangan kelembaban tanah dan cepatnya aliran air konduktivitasnya penting kaitannya dengan kandungan air tanah, contoh tanah jenuh mempunyai dua akibat :
1) Sementara tanah mongering atau kandungan air menurun akar tumbuhan dan jasad renik harus mengeluarkan lebih banyak energi untuk menyerap air atau ketersediaanya.
2) Konduktivitas air atau hantaran hidrolik atau laju perpindahan air menurun dengan tajam, sementara tanah mongering.
Nilai konduktvitas hidrolika bernilai negatif (-) berarti oleh karena menunjukkan bahwa air bergerak dari potensial tinggi ke arah potenasial tinggi ke arah potensial yang lebih rendah ( Henry Darcy, 19- )
Secara umum konduktvitas hidrolik tanah dapat juga di artikan sebagai kemampuan tanah untuk melewatkan air. Kemampuan ini berlaku pada dua kondisi yaitu pada saat semua pori-pori terisi oleh air dan ketika hanya sebagian tanah terisi oleh air ( anonim,2002 ).
Konduktivitas hidrolika tanah jenuh ( K-sat ) pada prinsipnya diterapkan dengan menggunakan tinggi genangan tetap yang dikenal dengan constan head method sedangkan lawan dari prinsip tersebut diatas adalah falling head method dimana permukaan air di dalam alat ukur dibiarkan turun pada saat pengukuran K-sat berlangsung. Nilai K-sat ini dihitung berdasarkan dua pendekatan yaitu dilapang dengan cara menghitung jumlah air yang masuk ke profil tanah persatuan waktu dan di laboratorium dengan cara menghitung jumlah air yang keluar dari contoh tanah per satuan waktu ( Ananto, 1986 ).








III. METODELOGI
a. Alat dan bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum adalah

- Tanah utuh
- Kain kasa
- Karet
- Alat pengukur K-sat
- Stopwatch
- Gelas ukur
- Timbangan listrik
b. Cara kerja
Pengukuran K-sat pada acara ini akan menggunakan metode constant head di laboratorium. Adapun langkah kerjanya sebagai berikut :
- Dibagian bawah contoh tanah utuh (ring sample) ditutup dengan kain kasa can diikat dengan karet. Contoh tanah direndam didalam air, hingga permukaan air berada sekitar 2 cm dibawah permukaan tanah, selama 24 samapi 36 jam ( sampai tanah jenuh )
- Di tempatkan ring sampel kosong di atas ring sampel yang telah diisi dengan contoh tanah lalu satukan kedua ring sampel tersebut dengan potongan karet ban sepeda. lakukan kegiatan ini sambil contoh tanah tetap terendam di dalam air
- Dipindahkan contoh tanah ke rak yang tersedia, isi bak dengan air hingga permukaanya berada 2 cm dari permukaan ring sample lalu alirkan air ke dalam ring sampel shipon ( Pipa L ) agar ketinggian air di dalam ring sampel konstan.
- Ditampung air yang keluar dari bawah ring sampel dengan gelas ukur. Sesaat setelah air keluar, dihidupkan stopwatch dan dicatat volume air di dalam gelas ukur untuk setiap periode tertentu ( beberapa detik sampai beberapa jam atau hingga pertambahan volume air konstan ).
- Nilai K-sat ditentukan dengan menggunakan rumus yang merupakan turunan dari hukum Darcy berikut :
Q = K-sat x A x dH/L atau
K-sat = Q/A x L/dH
Dimana :
Q = Penambahan volume air yang tertampung digelas ukur per satuan waktu (mm3/jam)
A = Luas penampang gelas ukur (mm2)
Q/A = Penambahan tinggi permukaan air didalam gelas ukur per satuan waktu (mm/jam)
dH = Tinggi tegangan dari permukaan tanah (mm)
L = Ketebalan contoh tanah (mm)
- Direndaman kembali contoh tanah sebagaimana pada langkah (1) untuk penetapan kadar lengas jenuh dan kapasitas lapang yang akan dilakukan acara berikutnya.


IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Hasil Pengamatan
waktu
t (menit)

Kode sampel (top soil)
Kode sampel (subsoil)


Volume(ml) kategori Volume (ml) kategori

I
II
I
II
I

II

I

II

5
6,5ml

146ml

-

-

6,4ml
20ml

-
-


10

6,3ml

121ml

-

-

5,5ml

4,5ml

-

-

15

6,0ml


109ml



-


-

5,2ml

1,25ml


-
-

20


4,5ml
9,4ml
-
- - - -

K-sat (cm/menit)
0,12 cm/jam 3 cm/jam lambat sedang 0,18cm/jam 0,048cm/jam lambat Sangat lambat


Ket :
• SL = Sangat lambat
• L = lambat
Dik :
• Top soil I
Tinggi ring sampel :
H1 = 0,2cm
H2 = 8cm
• Diameter ring = 7,6cm
r = 7,6/2 = 3,8cm
A = 3,14 x (3,8)2 = 45,35cm2
• Sub soil II SubSoil I
H1 = 0,5cm H1 = 1cm
H2 = 8,5cm H2 = 8cm
L = 4,5cm L = 4cm
D = 7,5cm D = 7,5 cm
AH= H2-H1 AH= H2-H1
= 8,5-0,5 = 8-1
= 8 = 7
• Top soi I
H1 = 0,8cm
H2 = 8,5cm
L = 4,2cm
D = 7,5cm
AH= H2-H1
= 8,5-0,8
= 7,5







Perhitungan :
Lapisan I Topsoil
Untuk t = 20 menit => K-sat = =
= 0,002 x 60 = 0,12 cm/jam(lambat)

Lapisan II Topsoil
Untuk t = 20 menit => K-sat = =
= 0,05 X 60 = 3 cm/jam (sedang)


Lapisan I Subsoil
Untuk t = 20 menit => K-sat = = 5,2 x 4
45,35 x 20(7)
= 0,003 x 60 =0,18 cm/jam (lambat)

Lapisan II Subsoil
Untuk t = 20 menit => K-sat = =

=
(sangat lambat)
b. Pembahasan
Pada praktikum kali ini didapatkan bahwa K-sat untuk Topsoil bernilai 0,12 cm/jam termaksud dalam kategori lambat, kemudian pada Top soil II bernilai 3 cm/jam termaksud dalam kategori sedang,kemudian pada Subsoil I hasilnya 0,18cm/jam termakud dalam kategori lambat, pada Subsoil II hasilnya 0,048 cm/jam dikategorikan lambat. Dari hasil K-sat tersebut terbukti bahwa pada lapisan Topsoil laju air lebih baik dibandingkan dengan laju air pada Subsoil dan Hal ini menandai bahwa pada lapisan tanah bagian atas atau Topsoil memiliki daya infiltrasi serap yang tinggi yang disebabkan karena pengaruh struktur dan tekstur dari porositas tanah Topsoil itu sendiri.
Untuk lapisan satu masih memiliki bahan organik dan anorganik dalam jumlah yang banyak. Lapisan satu juga memiliki tekstur tanah yang umumnya memiliki komponen geluh sehinngga mempunyai pori-pori udara yang banyak dan luas pori-pori yang relatif besar maka air akan dapat menempati pori-pori ini. Hal lain yang juga diperhatikan bahwa ukuran pori-pori tanah mempunyai ukuran dan bentuk yang amat bervariasi dan beragam sehingga jumlah volume yang diperoleh pada lapisan satu lebih besar dari lapisan dua. Berbeda dengan lapisan tanah yang kedua yaitu lapisan tanah subsoil, lapisan ini sangat lambat atau susah untuk menyerap air, hal ini terjadi karena tanah tersebut berstruktur liat, sehingga daya serapnya terhadap air sangat lambat. Pada tanah liat memiliki gaya kohesi atau gaya tarik menarik terhadap adanya air yang relatif tinggi sehingga pori-pori tanahnya dapat mengikat air yang dilewati oleh air. Lapisan bawah ini memiliki ukuran luas pori-pori yang kecil sehingga kemampuan untuk menahan air cukup tinggi.
Menurut Nurhayati (1986), mengatakan bahwa, tanah berpasir mempunyai kemampuan infiltrasi dan hantaran hidrolik tinggi tetapi daya tahan air rendah, sedangkan tanah struktur halus (liat) umumnya mempunyai perkolasi rendah, karena penyumbatan oleh pembengkakan koloid tanah serta adanya udara yang terjepit.
. Semakin luas pori-pori tanah maka kecepatan air masuk ke dalam tanah semakin tinggi atau cepat. Faktor ini juga yang menyebabkan bahwa lapisan satu memiliki kecepatan konduktivitas hidrolika tanah lebih tinggi dari lapisan dua.



VI. KESIMPULAN
Dari pembahasan diatas maka dapat saya simpulkan bahwa :
 Lapisan satu memiliki daya penahan air yang lebih rendah jika di bandingkan dengan daya penahan air pada lapisan dua.
 Besarnya konduktifitas hidrolika tanah dipengaruhi oleh ketebalan tanah
 Konduktifitas hidrolika tanah jenuh lebih tinggi jika dibandingkan dengan konduktifitas hidrolika tanah tak jenuh
 Pada lapisan tanah bagian atas atau Topsoil memiliki daya infiltrasi serap yang tinggi yang disebabkan pengaruh struktur dan tekstur dari porositas tanah Topsoil.
 Semakin luas pri-pori tanah maka kecepatan air masuk ke dalam tanah semakin tinggi atau cepat
Berdasarkan grafik hasil pengamatan juga saya simpulkan bahwa antara volume dengan waktu berbanding lurus yang berarti semakin lama waktu yang diperlukan maka volume air yang didapat semakin besar

VII. DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2002. Penuntun Praktikum DDIT. Fakultas Pertanian Universitas Bengkulu: Bengkulu.

Nurhayati, dkk. 1986. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Lampung: UNILA.
Seto Kusuma Ananto. 1987. Konservasi Sumber Daya Tanah Dan Air. Kalam Mulia: Jakarta.
Ms. Klami Titiek. Ir dkk. Hubungan Tanah, Air Dan Tanaman . Ikip semarang Press: Semarang.
Hillel, D. 1980. Introduction to Soil Physics: Academic Press. Inc. London.s
Suhardi. 1997. Dasar-dasar Ilmu Tanah.Laboratorium Ilmu Tanah Faperta UNIB. Bengkulu

0 comments:

Poskan Komentar