Laporan Praktikum Kadar Air Tanah, Berat Volume dan pH Tanah

I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pembentukan tanah dimulai dari hasil proses pelapukan batuan induk (regolit) yang kemudian tercampur bahan organik atau sisa-sisa tumbuhan yang telah mengalami pelapukan oleh mikroorganisme dengan bahan mineral. Dengan kata lain, proses terbentuknya tanah dipengaruhi oleh proses kimia dan lingkungan yang meliputi proses pelapukan dan erosi. Pada dasarnya, tanah memiliki perbedaan dengan batuan induknya dimana interaksi yang terjadi pada tanah merupakan campuran dari bahan mineral dan organik yang berwujud padat, gas, dan cair.

Kunjungi juga : Laporan Praktikum KTA Erosivitas Hujan

Proses pembentukan tanah ini akan menimbulkan terbentuknya struktur tanah dan pemindahan bahan-bahan tanah dari bagian atas kebagian bawah sehingga membentuk lapisan-lapisan tanah yang berbeda baik sifat fisik, kimia, maupun biologi tanah. Lapisan tersebut biasanya dikatakan horizon tanah. Dari susunan horizon tanah tersebut memunculkan adanya profil tanah.

Terbentuknya horizon-horizon tanah tidak terlepas dari adanya proses tertentu yang telah berkembang secara alami. Tahap terpenting yang dilakukan yakni dengan pengambilan contoh tanah untuk penetapan sifat-sifat tanah di laboratorium. Pengambilan contoh ini bertujuan untuk penetapan dimensi tanah dengan maksud mengetahui berat volume tanah, kadar air tanah, dan pH tanah pada bahan uji pengamatan baik itu tanah gambut maupun tanah mineral.

1.2 Tujuan Praktikum
  • Untuk mengetahui berat volume tanah sesuai dengan uji contoh.
  • Untuk mengetahui kadar air tanah sesuai dengan uji contoh.
  • Untuk mengetahui pH tanah sesuai dengan uji contoh
II. TELAAH PUSTAKA
2.1 Pengertian Tanah
Tanah di dalam penjelasannya memiliki pengertian yang berbeda-beda. Hal ini sesuai dengan pendapat-pendapat yang diutarakan oleh beberapa peneliti dibidangnya. Menurut Notohadiprawiro (2006), tanah adalah gejala alam permukaan daratan, yang membentuk suatu minakat (zone) yang disebut pedosfer, tersusun atas massa galir (loose) berupa pecahan dan lapukan batuan (rock) yang bercampur dengan bahan organik. Tanah bukan suatu wujud tedas (distinct), tanah disebut gejala lintas-batas antar berbagai gejala alam permukaan bumi.

Selanjutnya, Berzelius (1803) dalam Ariyanto (2009) mengungkapkan bahwa tanah merupakan laboratorium kimia alam dimana proses dekomposisi dan reaksi sintesis kimia berlangsung secara tenang. Defenisi lain mengatakan bahwa tanah adalah akumulasi tubuh alam bebas, berdimensi tiga, menduduki sebagian (besar) permukaan bumi, yang mampu menumbuhkan tanaman, dan memiliki sifat sebagai akibat pengaruh iklim dan jasad hidup yang bertindak terhadap bahan induk pada kondisi topografi/relief tertentu dan selama waktu tertentu (Donahue, 1970). Pendapat ini searah dengan soil survey staff (1975) di dalam Mustafa, dkk. (2012) yang mengungkapkan bahwa tanah adalah kumpulan tubuh alami pada permukaan bumi yang dapat berubah atau dibuat oleh manusia dari penyusun-nya yang meliputi bahan organik yang sesuai bagi perkembangan akar tanaman.

Selain itu, tanah juga adalah bagian dari permukaan bumi yang terbentuk dari bahan induk (P) yang telah mengalami proses pelapukan akibat pengaruh iklim (C) terutama faktor curah hujan, suhu dan pengaruh aktivitas organisme hidup (O) termasuk vegetasi, organisme (manusia) pada suatu topografi (R) atau relief tertentu dalam jangka waktu (T) tertentu (Mustafa, dkk., 2012).

Kadar air tanah merupakan persentase volume air terhadap volume tanah atau persen berat. Biasanya, kadar air tanah dinyatakan dalam satuan cm3/100 cm3 (air per tanah) atau g air/100 g tanah. Tanah gambut memiliki berat volume 0,27 g/cm3 sedangkan tanah mineral memiliki berat volume 1,21 g/cm3. Pengukuran ph tanah dilakukan dengan metode penggunaan alat pH meter. Dari masing-masing sampel yaang telah dilakukan pengukuran didapatkan hasil pH tanah gambut lebih kecil daripada pH tanah mineral dimana nilainya berturut-turut adalah 4,12 dan 5,01.
(sumber gambar : pixabay.com)
Sedangkan ahli Ilmu Tanah dari Amerika serikat yaitu Jooffe dan Marbut di dalam Kasifah (2017), memberikan definisi tanah sebagai tubuh alam (natural body) yang terbentuk dan berkembang sebagai akibat bekerjanya gaya-gaya alam (natural forces) terhadap bahan-bahan alam (natural material) di permukaan bumi. Tanah gambut merupakan suatu ekosistem lahan basah yang dicirikan oleh adanya akumulasi bahan organik yang berlangsung dalam kurun waktu lama (Najiyati S., Muslihat L., dan Suryadiputra, 2005).

2.2 Berat Volume Tanah
Berat volume tanah atau sering disebut bobot isi tanah (bulk density) yaitu berat suatu volume tanah dalam keadaan struktur alamiah (Kasifah, 2017). Menurut Defretes et al. (1996) berat volume tanah dipengaruhi oleh bagian rongga pori tanah, struktur tanah, pertumbuhan akar, aktivitas mikroorganisme dan peningkatan bahan organik. Makin tinggi pemberian bahan organik ke dalam tanah maka berat volume akan semakin rendah, berkisar antara 1,0-1,3 g.cm-3. Pendapat ini searah dengan ungkapan Kasifah (2017), yang mengatakan bahwa berat isi atau berat volume ditentukan oleh porositas dan padatan tanah. Tanah yang renggang berpori-pori mempunyai bobot kecil per satuan volume, dan tanah padat berbobot tinggi per satuan volume tanah.
Menurut Hardjowigeno (2003), kandungan bahan organik yang tinggi menyebabkan tanah mempunyai berat jenis butiran yang rendah, ditambahkan juga oleh Blake (1986) bahwa besarnya berat jenis tanah pertanian berkisar antara 2,6 sampai 2,7 g.cm-3. Kemudian peneliti lainnya mengemukakan bahwa porisitas tanah dipengaruhi oleh susunan partikel dan struktur tanah yang mempunyai peranan bagi daya penyediaan air dan udara serta pertumbuhan akar yang secara langsung berguna bagi pertumbuhan tanaman (Islami & Utomo, 1995).

Berat volume tanah berkisar antara 1,1 – 1,6 g/cm3. Berat volume penting diketahui untuk menghitung kebutuhan pupuk atau air untuk tiap-tiap hektar tanah yang didasarkan pada berat tanah per hektar. Berat volume tanah dari berbagai tekstur dapat diketahui pada tabel 1 Kasifah (2017).

Tabel 1. Berat Volume Tanah dari Berbagai Tekstur
Kelas Tekstur Berat Volume (g/cm3) Porositas (%)
Pasir 1,55 42
Lempung berpasir 1,40 48
Lempung 1,20 55
Lempung berdebu 1,15 56
Lempung berliat 1,10 59
Liat 1,05 60
Liat (beragregat) 1,00 62

2.3 Kadar Air Tanah
Kadar air tanah merupakan persentase volume air terhadap volume tanah atau persen berat. Biasanya, kadar air tanah dinyatakan dalam satuan cm3/100 cm3 (air per tanah) atau g air/100 g tanah. Penetapan kadar air dapat dilakukan dilakukan dengan sejumlah tanah basah dikering-ovenkan dalam oven pada suhu 100 ˚C – 110 ˚C selama 2 x 24 jam. Air yang hilang karena pengeringan merupakan sejumlah air yang terkandung dalam tanah tersebut (Mustafa, 2012).

Air memiliki fungsi yang penting dalam tanah, antara lain pada proses pelapukan mineral dan bahan organik tanah, yaitu reaksi yang mempersiapkan hara larut bagi pertumbuhan tanaman. Selain itu, air juga berfungsi sebagai media gerak hara ke akar-akar tanaman. Akan tetapi, jika air terlalu banyak tersedia, hara-hara dapat tecuci dari daerah-daerah perakaran atau bila evaporasi tinggi, garam-garam terlarut mungkin terangkat ke lapisan tanah atas. Air yang berlebihan juga membatasi pergerakan udara dalam tanah, merintangi akar tanaman memperoleh O2 sehingga dapat mengakibatkan tanaman mati. Jumlah air yang diperoleh tanah sebagian bergantung pada kemampuan tanah yang menyerap air cepat dan meneruskan air yang diterima di permukaan tanah ke bawah. Akan tetapi, jumlah ini juga dipengaruhi oleh faktor-faktor luar seperti jumlah curah hujan tahunan dan sebaran hujan sepanjang tahun (Mustafa, 2012). Masing-masing tanah mempunyai kadar air kering tanah kering udara, kadar air kapasitas lapang, dan kadar air maksimum yang berbeda-beda. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor, yakni (Mustafa, 2012):
  • Kadar bahan organik tanah (BOT). 
  • Kedalaman solum atau lapisan tanah
  • Iklim dan tumbuhan
  • Senyawa kimiawi 
2.4 pH Tanah
Reaksi tanah menunjukkan sifat kemasaman atau alkalinitas tanah yang dinyatakan dengan nilai pH. Nilai pH menunjukkan banyaknya konsentrasi ion hidrogen (H+) di dalam tanah. Makin tinggi kadar ion H+ dalam tanah, semakin masam tanah tersebut. Di dalam tanah selain ion H+ dan ion-ion lain ditemukan juga ion OH- yang jumlahnya berbanding terbalik dengan banyaknya H+. Pada tanah-tanah yang masam jumlah ion H+ lebih tinggi dibanding OH-, sedang pada tanah alkalis kandungan OH- lebih banyak daripada H+. Bila kandungan H+ sama dengan OH- maka tanah bereaksi netral yaitu mempunyai pH=7. Konsentrasi H+ atau OH- dalam tanah sebenarnya sangat kecil. Nilai pH berkisar antara 0-14 dengan pH 7 disebut netral sedangkan pH kurang dari 7 disebut masam dan pH lebih dari 7 disebut alkalis (Hardjowigeno, 2007).

Di Indonesia, pH tanah berkisar antara 3 hingga 9. Tanah-tanah pada umumnya bereaksi masam dengan pH 4,0-5,5 sehingga tanah-tanah yang mempunyai pH 6,0-6,5 sering dikatakan cukup netral meskipun sebenarnya masih agak masam. Tanah masam sering ditemukan di rawa-rawa dengan pH kurang dari 3,0 yang disebut tanah sulfat masam (cat clay) karena banyak mengandung asam sulfat. Di daerah yang sangat kering (arid) kadang-kadang pH tanah sangat tinggi (pH lebih dari 9,0) karena banyak mengandung garam Na. pH tanah sangat penting untuk diketahui. Dengan mengetahui pH tanah maka (Hardjowigeno, 2007):
  • Menentukan mudah tidaknya unsur-unsur hara diserap tanaman.
  • Menunjukkan kemungkinan adanya unsur-unsur beracun.
  • Mempengaruhi perkembangan mikroorganisme 
Reaksi (pH) tanah dipengaruhi unsur yang terkandung dalam tanah. Unsur tersebut adalah konsentrasi ion H+ dan ion OH-, mineral tanah, air hujan, dan bahan induk. Bahan induk tanah mempunyai pH yang bervariasi bergantung jenis mineral penyusun-nya dan derajat pelapukan-nya, sehingga tanah-tanah muda yang baru terbentuk mempunyai pH yang selaras dengan bahan induknya. Tanah-tanah berbahan induk batuan kapur karbonat ber pH diatas 8, sedangkan yang beragam Na dapat mencapai pH 10 (Hanafiah, 2010).

III. METODOLOGI
3.1  Tempat dan Waktu
Praktikum ini dilakukan di Laboratorium Analitik Universitas Palangka Raya pada tanggal 22-23 November 2018 pada pukul 10.00 WIB.

3.2  Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut botol kecil, cangkul, cutter, eksikator, lael, oven, pH meter, ring, timbangan analitik, aaquades, botol timbang, tanah gambut, dan tanah mineral.

Kunjungi juga : Laporan Menghitung Faktor Panjang dan Kemiringan Lereng

3.3  Cara Kerja
3.3.1 Menghitung Berat Volume
  • Meratakan dan membersihkan lapisan tanah yang akan diambil contohnya dengan meletakkan tabung tegak pada lapisan tanah tanpa terbalik.
  • Menggali tanah di sekeliling tabung dengan cangkul dan mengerat dengan memakai pisau sampai hampir mendekati dinding tabung.
  • Menekan tabung sampai lebih dari setengah tabung masuk ke dalam tanah, kemudian menumpangkan tabung kosong yang lain di atas tabung pertama, lalu menekan sampai bagian bawah tabung kedua ini masuk ke dalam tanah ± 1 cm.
  • Mengambil tabung beserta tanah yang ada di dalamnya dengan menggali menggunakan cangkul.
  • Memisahkan tabung kedua dengan hati-hati kemudian memotong kelebihan tanah bagian atas maupun bagian bawah tabung sampai rata.
  • Meratakan tanah pada tebung dengan mencocok secara tegak lurus dengan permukaan tabung.
  • Menutup kedua ujung tabung dengan tutp plastik.
  • Menimbang contoh tanah dengan tabungnya, lalu menimbang tabung yang tanahnya telah dilepaskan.
  • Menghitung bobot tanah serta menetapkan kadar airnya (%), lalu mencari bobot kering tanah dengan jumlah bobot tanah dikurangi kadar air yang dikalikan dengan hasil pembagian antara bobot tanah dibagi 100.
  • Mencari isi tanah dengan cara menghitung volume tabung.
  • Menghitung berat volume dengan cara membagi bobot kering tanah dengan isi tabung.
3.3.2 Menghitung Kadar Air
  • Menimbang botol timbang kosong.
  • Memasukkan tanah dalam botol timbang kemudian ditimbang.
  • Memasukkan botol timbang berisi tanah  ke dalam oven dengan suhu 105ºC – 110 ºC selama 24 jam. 
  • Mengambil dari oven dan didinginkan dari eksikator sampai suhu kamar (botol timbang tertutup) kemudian ditimbang.
  • Menghitung kadar air dengan rumus (b-c)/(c-a)  x 100% dengan keterangan a = berat cawan, b = berat contoh + sampel, c = berat cawan + sampel pada suhu 105ºC (24 jam), dan c - a = berat contoh tanah kering mutlak.
3.3.2 Menghitung Kadar Air
  • Menimbang 10 g tanah dan memasukkan ke dalam botol kocok kemudian ditambahkan 10 ml air destilasi.
  • Mengocok selama 30 menit dengan menggunakan mesin pengocok. Lalu, diamkan sebentar.
  • Mengukur dengan pH meter. Selanjutnya, dengan kerja yang sama 25 ml air, 50 ml air, dan 10 ml KCl 1 N.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Perhitungan Berat Volume Tanah
Adapun hasil yang didapatkan dalam pengukuran berat volume tanah adalah sebagai berikut:

Tabel 2. Hasil Perhitungan Berat Volume Tanah
No Sampel Tanah Berat Ring (B) Berat Ring (B) + Sampel (A) Jari-Jari Ring (r) Tinggi Ring (t)
1 Gambut 48,69 g 80,18 g 2,6 5,3
2 Mineral 49,03 g 178,26 g 2,5 5,4

Dari hasil pengujian yang dilakukan berdasarkan data pada tabel di atas, tanah gambut memiliki berat volume 0,27 g/cm3 sedangkan tanah mineral memiliki berat volume 1,21 g/cm3. Dari data tersebut dapat dilihat bahwa berat volume tanah gambut lebih kecil dibandingkan berat volume tanah mineral meskipun pengambilan sampel sama banyaknya yakni 1 ring masing-masing sampel tanah. Perbedaan ini menunjukkan bahwa berat volume tanah tidak dipengaruhi oleh banyaknya takaran tanah yang diambil. Namun, pengaruh yang lebih spesifik ditekankan pada struktur tanah serta bagaimana keadaan tanah tersebut. Dilihat dari kondisi fisiknya saat melakukan pengamatan, tanah gambut terlihat memiliki rongga atau pun tidak padat. Hal ini disebabkan karena sisa-sisa makhluk hidup yang masih belum terdekomposisi dengan sempurna sehingga tanah tersebut memiliki bahan organik yang lebih banyak. Herdiansyah (2011) di dalam Danny dkk. (2018) mengatakan bahwa pemberian bahan organik ke dalam tanah  dapat meningkatkan jumlah ruang pori tanah dan membentuk struktur tanah yang remah sehingga akan menurunkan berat isi tanah. Selain itu, Suhardi dkk. (1997) mengemukakan bahwa nilai berat volume yang terendah ditemui pada horizon O yang banyak mengandung bahan organik. Sedangkan pada tanah mineral, berat volume yang didapatkan lebih besar daripada tanah gambut. Salah satu penyebab jika dilihat dari pengamatan fisik adalah tanah mineral memiliki bentuk yang lebih padat karena susunan partikel tanah mineral saling mengikat dengan kuat. Dengan nilai berat volume tanah mineral 1,21 g/cm3 dapat di katakan bahwa jenis tanah ini merupakan jenis tanah yang halus. Hali ini sesuai dengan pendapat Nurhidayanti (2006) bahwa tanah berpasir dan lempung berpasir umumnya memiliki berat isi yang berkisar 1,2-1,8 g/cm3.

4.2 Perhitungan Kadar Air Tanah
Adapun hasil yang didapatkan dalam pengukuran kadar air tanah adalah:

Tabel 3. Hasil Perhitungan Kadar Air Tanah
No Kode Cawan Berat Cawan (A) Berat Cawan + Sampel (B) Berat Pada suhu 105°C (C)
1 Gambut (2T) 34,2601 g 39,5171 g 38,7240 g
2 Mineral (R21) 34,6191 g 39,4174 g 39,3617 g

Setelah dioven selama 24 jam, hasil dari perhitungan kadar air tanah yang diperoleh adalah tanah gambut mengandung kadar air sebanyak 17,8% sedangkan tanah mineral mengandung kadar air sebanyak 1,2%. Kandungan kadar air dari keduanya ini memiliki perbedaan yang sangat jauh dimana kadar air pada tanah gambut lebih besar daripada kadar air tanah mineral. Perbedaan ini dipengaruhi oleh jenis tanah tersebut dimana tanah gambut pada umumnya sangat jenuh terhadap air. Kejenuhan ini diakibatkan oleh banyak pori yang terdapat di dalam tanah gambut. Menurut Mustafa (2012), tanah yang mempunyai ruang pori lebih banyak akan mampu menyimpan air dalam jumlah lebih banyak. Karena ruang-ruang pori tersebut akan terisi oleh air.

Kunjungi juga : Sifat Fisika dan Kimia Tanah

4.3 Penentuan pH Tanah
Pengukuran ph tanah dilakukan dengan metode penggunaan alat pH meter. Dari masing-masing sampel yang telah dilakukan pengukuran didapatkan hasil pH tanah gambut lebih kecil daripada pH tanah mineral dimana nilainya berturut-turut adalah 4,12 dan 5,01. Berdasarkan pada nilai tersebut, pH tanah gambut dan mineral termasuk dalam takaran pH yang masam. Namun, meskipun demikian pH tanah gambut lebih masam daripada pH tanah mineral.

V. PENUTUP
5.1 Kesimpulan
  • Dari hasil percobaan yang dilakukan diperoleh berat volume tanah gambut dan tanah mineral adalah 0,27 g/cm3 dan 1,21 g/cm3.
  • Kadar air yang dimiliki oleh tanah gambut adalah 17,8% dan jumlah ini menunjukan lebih besar daripada kadar air yang dimiliki oleh tanah mineral yakni 1,2%.
  • Tanah gambut dan tanah mineral memiliki tanah yang masam dimana pH tanahnya <7 dengan nilai berturut-turut 4,12 dan 5,01.
5.2 Saran
Untuk mendapatkan hasil yang lebih teliti, ada baiknya pada praktikum kedepan-nya dilakukan dengan beberapa kali pengulangan sehingga data yang diperoleh lebuh akurat.

Pustaka:
Ariyanto, Dwi Priyo. 2009. Ilmu Tanah (Soil Science). Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret. Surakarta

Blake, G.R. 1986. Particel Density P. 377-382. In: Methods of Soil Analiysis. Part 1. Second ed. Agron 9 Am. Soe. Of Argon. Madison, W1.

Danny, dkk. 2018. Hubungan Kandungan Bahan Organik Tanah Dengan Berat Isi, Porositas, dan Lanjut infiltrasi pada Perkebunan Salak di Kecamatan Purwosari, Kabupaten Pasuruan. Jurnal Tanah dan Sumberdaya Lahan (5) 1:647-654

De Fretes, P. L, R. W. Zobel & V. A. Sneder, 1996. A Method for Studying the Effect of Soil Aggregate Size and Density. Soil. Sci. Soc. Am. J. 60: 288- 290

Donahue, R. L., R. W. Miller, and J. C. Shickluna.  1977. SOILS. An Introduction to Soils and Plant Growth.  Prentice-Hall, Inc., New Jersey.  626p.

Hanafiah, Ali Kemas. 2010. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Grafindo Persada. Jakarta.

Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah.  Akademika Pressindo. Jakarta.

Hardjowigeno. S. 2007. Ilmu Tanah . PT. Medyatama Sarana Perkasa. Jakarta

Islami, T. & W. H. Utomo. 1995. Hubungan Air, Tanah dan Tanaman. IKIP Semarang Press.

Kasifah. 2017. Materi Kuliah : Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Universitas Muhammadiyah. Makassar.

Mustafa, dkk. 2012. Dasar-Dasar Ilmu Tanah (141G2103). Program Studi Agroteknologi Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Hasanuddin. Modul Pembelajaran. Makassar

Najiyati S., Muslihat L., dan Suryadiputra. 2005. Panduan Pengelolaan Lahan Gambut Untuk Pertanian Berkelanjutan. Wetlands International. Bogor 

Notohadiprawiro, Tejoyuwono. 2006. Tanah dan Lingkungan. Yogyakarta: Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada.

Nurhidayati. 2006. Bahan Ajar : Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Malang: UNISMA

Suhardi dkk. 1997. Pengaruh Pemberian Batuan Fosfat dan Arang Sekam Padi Inokulasi Tanah Bermikoriza pada Medium Tanah Atosol terhadap Pertumbuhan Semai Merawan. Prosiding Seminar Nasional. Lampung. 167-172.