Upload
trinhthuy
View
215
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
MEMPELAJARI KEMAMPUAN PROFIL TANAH MENAHAN KEI,EMBAPANDENGAN TEHNIK NUKLIR
M.M.W.H.
Mitrosu~ardjo*,Sisworo
II. N.~ *~umarna •
ABSTRAK
11f.I1PKI.A.TAHI K.f.l1Atfl'IJAN PROFn. TANAR Hf.NAJlAN Kf.J.Y.HBAI'AN Df.NGAN TKKNIK NtJKLIH.
SUAtU penelitian telah dilakukan unt.uk mengetahlli jUh,]ah air yeng daput tertflhan
pad a lapisan tanah per milka an , di tanah latosol Pasar ,Jumat, ,Iakarta, pad a musim ke
marau panjang tahlln 1987. SIIntll petnk tonah digennngi s<!tRra dengan cllrah huja.n 600
mm, kemudian setelah nit' !labi" meresap ke delam fanah dilal\1Ik.nn pemantauan kandlmgan
air dalam profil tanah dengan n!nrtr.QJLl~9j~J_\!.r!L,J!I('J:~.r. Adany.) fln.h r<'mba,qan a i I' <li
pantall dengan tensiometer. KerRpatan tnnah <lillkllr <ieng'HI &<t.l1!l1\a,clen§i..tY__I1!~JeJ;, lIasil
percobuan menyatakan hahwa ail' secara cepat melintasi profil lanah ~'ampai <Ii bawah
kedalaman 150 cm, dan k"mllCHan kelemhapan tanah yong te'.'lalmn profi.l ta.nah sampai
kedalaman 80 cm konstan setara dengan curah hu,jan 41.1,6 mm, dnn pada prof i I tanah
sampai kedalaman 150 cm sehesar sekitar 794,8 mm. Kerapan tan,~h yarll~ longgar
dijumpai pada kedalaman 120 -150 cm.
ABSTRACT
STUDY OF Tllf. POTENCY OF SOl I. PROFILES IN HOI.OHm SOIl. tffHS'1'URR ny NUCI.KAR
TF.CRNIQUK. A field exp('riment has been carried out to stndy Ihe potency of soil
prof i les in holdinj;( soil moisture at latosol soil of Pasar .Jumflt, Jakarta, in the
dry season in 1987. A plot of soil sur-fase free from vegelaion, ".,as f.lood€'d with
water equivalent to 600 mm rainfall. After all water exa(~tly finish seeping the soil
profiles, the soil moistul'e content pl'ofil.es wan monitored hy rlf·'.ltrrm moisture
meter.The flow of water per('olation was monit.<~red hy tensiometers. The dem;ity of
soil was measured by gamma density meter. Result of this experiment showed that
water passed through the soi I profiles (Iown to the depth of more than 150 em. Thevalue of soil moistllre content in the soi I profiles r"mained constant. The amount of
soil moisture in the soil profiles until a dppth of SO ern was still around 413.6
mm, and until 150 cm of soil depth, was around 794.8 nlm. The spAcious soil bulk
density was found in 120 - 150 cm 0(' soil r1epth.
* Pllsat Aplikasi 1501,01' dan RadiAsi BATAN
131
PENDAHULUAN
Kelembapan profil Lanah suatu lahan kering dapaL menJadi sumber
pemasok kebuluhan air utama bagi tanaman paJawija. Hal ini dapat
disebahkan oJeh adanya kesulilan untuk mendapatkan air pengairan dan
oleh karena adanya cur-ah hujan yang tidak teraLur. Ail' hujan akan
segera memasuki tanah, mengisi pori dan rongga-rongga yang ada
di dalam tanah, memasllki lapisan-lapislln tanah y:mg lebih dalam, dan
sisanya hilang sebaglli aliran air permukaan dan menguap kembali ke
almosfir be bas (1,2). Air yang terdapaL di dalam pori dan ,'ongga
rongga tanah daral meresap ke hawah karena pengaruh gaya gravitasi
dan dapat juga bergerak ke atas karena gaya kapiler (3).
Air yang terdapat pada lapisan tanah di zone 'perakaran tanaman
jumlahnya dapat bervariasi. Stuklur dan kerapatan Lanah banyak
berpengaruh. Pada tHnah yang berstuktur longgar member! kemulIgkinan
tanah dapat diisi oleh air lebih banyak. Akan letapi air lel}ih mudah
meresap kelapisan tanah di bawahnya. Air yang berada pad a zone
perakaran tanaman diharapkan dapat memenuhi kebutuhan air bagi
tanaman dan air yang terdapat pada J apisan tanah d i bawahnya
diharapkan dapat menjadi cadHn~an pemasok kebutllhall air. Adanya
penelitian yang mempelajari masalah ini akan dapat memberikan
dukungan terhadap usaha pengelolalln air di laba.n kering, yang
bermanfaat bagi usaha pertanian.
Kemampuan tanah menahan air perlu dipelajari dalam kondisi
lapangan agar d idapaLkan hasi 1 penel i ti an yang mendekal.i keadaan
yang terdapat di lapangan. Oleh karena i tu, per Iu digunakan alat
pengukur yang dapaL memenuhi keperluan ini. ~_~.!lJ:,rQ-'_LJ!!Q1stu!:.-e_.J!!eter
dapat digunakan unLuk mengukur ke lembapan tanah pada kondisi
lapangan (4). Sedangkan g~J!I.!!IJL_gg_"-~_liY__!1l~t.~.r dapat digunakan unLuk
mengukur kerapatan tanah pada kondisi lapan~an (5). Kedua alat
tersebut menggunakan zat radio aktif sebagai sumber radiasi dan
menggllnakan detektor 8eoagai penangkap hamburan radiasi di dalam
media yang diukur. Pengllkuran kelembapan tanah di lapallgan dapaL
dilakukan juga menggllnakan lceIlSl9_!!!~tGl' (6). i\kan tetapi alat ini
biasanya lebih ban yak digullakan unt.lIk mengetllhui arah gerakan airdalam tanah.
132
BAHAN DAN METODE
Petak tanah tanpa vegetasi berukuran 4 m x 5 m yang dikelilingi
pematang di tengahnya dipasang 2 buah aeees tubes tegak lurus
menembus profil tanah sampai kedalaman 2 m. Ke dua ~eGes-1ube
tersebut bersumbat di ujung bawahnya dipasang berjarak 140 em • Dua
pasang tensiometer dipasang pada kedalaman tanah 100 dan 140 em,
berjarak 140 em, pada kedududkan sedemikian rupa sehingga lokasi
aeees tube dan tensiometer merupakan sudut - sudut bujur sangkar yang
berdiagonal 140 em, terlihat pada Gambar 1 (6). Di luar petak
'Pematang
lokasi petak genangan lokasi luar petakgenangan
~T
acce:~be I am! tube
: k. ~ t~;omete~ I 0 ~ 0o
~
~ 2 m_~~~-J..--- .....---------..1,.--~Gambar 1. Denah petak pereobaan yang menerima genangan dan
lokasi pengamatan di luar petak.
tersebut juga dipasang aeee~~1>~ pada jarak 2 m dan 4 m dad
pematang, dan dipasang sepasang tensiometer di tengah-tengah jarak
ke dua access tube tersebut dengan keda]aman 100 dan 140 em, GambaI'
1. Petak percobaan digenangi dengan air sebanyak 12 m3 setara dengan
curah hujan 600 mm. Setelah air menjelang habis meresap ke dalam
tanah permukaan tanah percobaan ditutup dengan plastik lembaran, dan
tensiometer disetel. Tepat pada saat air habis meresap ke dalam
133
tanah dilakukan pembaeaan tens iometer dan pengllkuran kandungan ai r
profil tanah yang dilakukan pada masing-mas ing .~.f.~f_!i..!i.._t.ubepada
interval ke dalaman 15 em sampai pada ke dalaman tarlah 150 em,
menggunakan neutron moisture m~t~!:. Pembaeaan tensiometer dilakukanpada 6, 18 jam berikutnya, dan diteruskan setiap hari sampai 2
minggu untuk meyakinkan semua air graviLasi telah melintas profiltanah yang diamati. Keadaan ini dikenal dengan sebutan kapasi taslapang, biasanya tereapai sekitar 2 hari setelah hujan lebat untuktop soil. Pembaeaan tensiometer dan pengukuran kelembapan tanah jugadilakukan 1 hari sebelum dilakukan penggenangan yang di ikutipengukuran kerapatan tanahnya menggunakan ~~~m~__g~Q~i~X~~1~~.Dengan bantuaan kurve kalibrasi yang telah dibuat sebe]llmnyakandungan air dihitung dalam satuan volume tanah, dan keraptan tanah
dinyatakan dalam satuan berat per volume setelah dikoreksi dengan
kandungan air. Jumlah air yang terdapat dalam lapisan tanahmerupakan perkalian antara kandungan air dengan setiap kedalamantanah yang diukur. Arah aliran air diketahui dengan adanya perbedaanday a isap air pada lokasi dan kedalaman yang berdekatan. Sedangkankemampuan tanah menahan air tereapai setelah a.1 I t'an kelembapan tanahke atas dan kebawah pada lapisan tanah permukaan seimbang, denganeatatan bahwa evaporasi sama dengan nolo
HASIL DAN PEMBAHSAN
Kerapatan Tana.h. Besarnya nilai kerapatan tanah yang digunakandalam pereohaan ini tertera pada Gambar 2. dari Gamhar tersebutdapat dikemukakan bahwa kerapatan lapisan tanah Makin ke hawah Makinberkurang, bahkan lapisan tanah di bawah kedalaman 120 em sampaiseki tar kedalaman 150 em, kerapatannya kurang dari 1. Kerapatantanah pada lokasi 2 m di luar petak genangan, relatif lebih padat
dari pada kerapatan tanah di lokasi 4 m di J uar petak. Berdasarkanpada kerapatan pada lokasi pereobaan, dapat dikemukakan bahwa ai r
pada petak genangan eenderung melintasi profil tanah, mengalir kebawah meneapai kedalaman 120 em. Remhasan air ke arah lateral pad akedalaman di atas 120 em kemungkinannya keell karena kerapatan tanahpada lokasi di arah lateral yang berdekatan lebih padat.
134
Kelllampuan Lapisan Tanah Menahan Air. Jumlah air yang dapatditahan pada lapisan tanah permukaan, tertera pada Tahel 1. PadaTabel tersebuf. dapat dilihat bahwa jumlah ai r yang terdapat padalapi Ran tanah permukaan sampai kedalaman 80 em segera herkurangcepat setelah air genangan habis meresap ke dalam tanah. Sejak 6 jamsetelah air genangan habis masuk ke dalam tanah sa.mpai 2 minggu
berikutnya, jumlah air yang tertahan daJam lapisan tanah sampai
kedalaman 80 em praktis tidak berkurang, rata-rata setara denganeurah hujan 413,6 mm. Pada saat air genangan hahis meresap ke dalam
tanah, pada lapisan tanah terisi sampai 423,5 mm, kemudian berkurangsehingga tinggal 413,6 mm. Dibandingkan dengan sebelum penggenangandUakukan, jumlah ini masih jauh lebih tinggi. Bila dilihat jumlahair yang berarla di tanah lapisan permukaan sampai kedalaman 150 em,
Tabel 1, terlihat adanya gambaran yang serupa. Jumlah air yangterdapat dalam .lapisan tanah ini seger a. menurun dengan cepl\t sampai6 jam berikutnya, sesudah itu praktis konstan. Hal inj tP.rl ihat
jelas sesudah 1 hari sehabis penggenangan berJalu hJngga 2 mingguberikutnya jumlah air yang tertahan (Ia.la.m lapjRan tanah secara
statistik tidak berkurang lagi. Pada Baat air genangall tepat habismcmasuki'tanah, jumlah air yang tersimpB.n da.lam Japjsan tanah sampai
ked.'llaman 150 em meneapai 843,0 mm clan sehari berikutnya menurunmenjadi 796 mm dan bertahan konstan hingga 2 minggu dengan hargarata-rata sebesar 794,8 mm. Harga ini masih jauh lebih tinggi biladibandingkan sebelum saat penggenagan d.i.lakukan, yai tu 760,5 mm.Hal ini menyatakan bahwa sejak 1 had sesudah air genangBn habismeresap ke dalam tanah, sudah terdapat keseimbangan antara gerakan
air gravitasi dan gerakan air kapiler naik. Adanya tutup plastiklembaran di permukaan tanah menyebabkan air yang men~uap dapatmengembun kembali, kemudian meneteR ke Lanah dan turun pada Baat.Buhu menurun dan menguap lagi pada saat sullu nBik dan seter'usnya.
o leh karena i tu kemampuan tanah da) am menahan air be8arnya kuranglebih sarna dengan jumlah air yang tertahnn dalam tanah pada 1 hal'lsetelah air genangan habis mersesap ke dalam tanah. Hasil penelitian ini ternyata diperkuat oleh hasil peneH tian rembasan air dalam
prof il tanah podsolik merah kunlng di Nakau (7). Perbedaan yangmenonjol terdappat pada penyebaran ni lal kerapatan lBTlah dan kandungan air di dalam profil tanah.
135
GerMan Air di Dall1lll Tanah. Gerakan ai r di dalam prof il tanah
tereermin dari perbedaan matrik poLensial aLau tekanan isap tanah
terhadap air yang terbaca pada tensiometer yang dlpasarig berdekatan.
Perbedaan tekanan isap yang ada merupakan petunjuk adanya arahaliran air setelah dikoreksi dengan ketinggian letak alat pengukur
dan kedalaman. letak 1>0ro_~.r:.!!Q di dalam tanah. Hasil pemantauangerakan air disaj ikan dalam GambaI' 3. Dad GambaI' tersebut dapat
dikemukakan bahwa selama 2 minggu se,jak semua air genangan habismeresap ke dalam tanah tekanan isap tanah pada kedalaman 140 em
lebih besar daripada di kedalaman 100 em. Hal ini menyatakan bahwaselama kurun waktu tersebut air bergerak dari kedalaman 100 em ke
kedalaman 140 em. Dari GambaI' tersebut terlihat juga bahwa sejak 7hari sesudah penggenangan berakhir gerakan air ke bawah sangatlambat dan praktis konstan sampai 2 minggu sesudah genangan airberakhir. Besarnya perhedaan tekanan isap tanah terhadap air sejak
air genangan habis meresap ke dalam tanah sampai 2 minggu berikutnyadisa.jikan pada Tabel 2. Dari Tabel 2 terlihat adanya seUsih tekanan
isap tanah yang praktis konstan sejak 1 minggu sesudah penggenangan
berakhir, yang hesarnya rata-rata 4,4 cm "20. Hal i ni menyatakanbahwa adanya air gravitasi sangat lambat dan konstan, ini berartibahwa nilai kapasitas tanah menahan air tel·capai 1 minggu sesudahai I' genangan habis meresap ke dalam tanah untuk lapisan tanah d i
atas kedalaman 100 em. Untuk lokasi berjarak 3 m di luar petak yangmenerima genangan, arah gerakan ait'nya dapat dilihat pada gambaI' 3.
Dari GambaI' tersebut terlihat bahwa tekanan isap tanah padakedalaman 100 em lebih besar daripada di kedaJaman 140 em selama 2
minggu setelah semua air dalam petak yang menerima genangan, habis
meresap ke dalam tanah. Hal ini menyatakan bahwa air bergerak keat as menuju ke permukaan tanah terus menerus dalam kurun waktutersebut.
Bila dilihat pada Tabel 3, ternyata bahwa air dari petakgenangan praktis tidak mengisi profll tanah 10kasl 2 dan 4 m (Ii luar
petak yamg menerima genangan, sampai kedalaman 150 em. Hal in 1
menyatakan bahwa air genangan mer'esap (Ire'llgan cepat mel tntasi lapisan
tanah permukaan seLebal 150 em. Adanya kerapatan tanah yang sangatlonggar eli bawah kedalnmanl20 em, Tabei j memperkual. kesimpulanini.
136
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Jumlah air yang dapat ditahan oleh lapisan tanah permllkaan
setebal 80 em pada tanah l~tosol Pasar Jumat, Jakarta, besarnyaI
kurang lebih setara dengan eurah hujan 413,6 mm. Sedangkan Ilntuk
lapisan tanah permukaan setebal 150 em, jumlah air yang dapat
ditahan setara dengan curahl hujan 794,8 em.2. Air eepat meresap ke dalam tanah. Dalam waktu 1 hari sesudah air
genangan itu habis memasuki tanah, perembasan a1r di dalam profi 1
tanah sangat lambat, dan prktis terhenti sejak 1 m inngu sesudah
air genangan habis memasukil tanah.
3. Kerapatan tanah yang longgar dijllmpai pada kedalaman lanah 120
150 em.
UCAPAN TERIMA RASIH
Dengan terwujudnya karya !tulis ini, penulis mengllcapkan terima
kasih kepada Staf dan Teknisi Kelompok Tanah dan Nutrisi Tanaman,
Bidang Pertanian, PAIR, serta kepada siapa saja yang telah herperan
aktif dalam peIaksanaan peneliLan in1.I
DAFTAR PUSTAKA
1. BAVER, L.D., Soil Physics, John Weley & Sons. New York (1956).
2. HILLEL, D., Introduction to Soil Physics, Academic pt'(~ss,New
York, London (1982). I
3. BLACK, C.A., Soil-Plant Relationship, John & Wiley Sons. New York(1968).
4. TROXLER, Depth Moisture GaJge, Troxler Electr'onic Laborat.ories,
Inc., North Carolina (1977).
5. TROXLER, Depth Density Gacige, Troxler Electronic Laboratories,
Inc., North Carolina (197i).
6. IAEA, Manual on Crop and Soils (Technical Report Series, NO.
171), IAEA, Vienna (1976).1
137
7. MITROSUHARDJO, M.M., WIDJANG, H.S., RASYID, H., dan PRAWIRA
SUMANTRI, J., "Rembasan air dalam prof il tanah podsol ik merah
kun ~nJ Ji ~!hlU, LAMUtillf, DMnnn D~dinn i dnln~ I ndun t, 1,Sterilisasi Radiasi, dan Aplikasi Teknik Nuklir dalam Hidrologi(Pert. Ilmiah Jakarta, 1988), PAIR-BAlAN, Jakarta (1989) 149.
Tabel 1. Jumlah air dalam lapisan tanah permukaan sampai ke
dalaman tanah 80 em dan 150 em, di petak genangan.
Jumlah air di lapisan tanah permukaanWaktu
pemantauan
hari
T - 1
a0,25
0,75123456789
101112
1314
KK, %BNT 0,05
0,01
138
80 em
376,0
423,5413,0
415,0
409,5
410,0413,0414 ,0
413,0
415,0
415,5
413,0414,0
414,5416,5
413,0415,5413,0
0,7
6,4
8,7
150 em
rom •••••••••••••••••
760,5843,0
943,0808,0804.5
796,0788,0
800,0791,0
789,5798,0799,5
794,0794,5
797,5
795,5795,5792,5
0,914 ,820,3
Tanel 2. Perbedaan tekanan isap tanah di kedalaman 100 em dan 140
em di dalam dan di luar petak genangan.
--------------------------------------------------------------------
Jumlah air di lapisan tanah permukaanWaktu
pemantauanDalam petak genangan Jarak 3 m di luar petak
----------------.----------------------------------------------------
hari ..... ••••••••••••• em H20 ...•.......•.
T - 00,25
0,751234567
89
101112
1314
37,2
32,122,7
25,3
26,5
21,5
20,8
16,515,35,2
4,64,53,3
5,65,853,9
2,7
-16,3
-35,0
-41,3-14,9- 9,9
- J 1,9- :~,6-13,7
-28,7
-16,1
-23,7-21,2
-22,5--24,9-28,7
-30,0
-32,4----------------------------------------------------------.----------
Tekanan isap kedalaman 100 em dikurangi kedalaman 140 em.
139
Tabel 3. Jumlah air yang terdapat dalam profil tanah di luar petakgenanagall
Jumlah air dalam 150 em tebal tallah permukaanWaktu
pemantauan.2 m di luar petak 4 m di luar petak
hari ..... • • • • • • • • • • , •• mm.................T - °
733780
0,50
723 770
0,75
73f> 7801
722 7722
722 764
3
728 Ti74
725 7715
725 770
6734 777
7
734 7778
739 7729
728 76610
726 76111
728 76012
730 76613
730 75914
730 758
140
7.------------->- Kerapatan f~on»h. 1~/cmJ
o 0 0,.5 1~0
1....
~~ 50P-'"f-''"
,I'"~
~ 100:::1
'":Y
0--0 diAt,- ---A d i,...__~ di
lokas i
lokasi
lokasi
petakgenangan
2 m luar petak
4 m luar petak
gennngfln
gennnr:fln
n3150
G<Jmbnr 2. Kerapatan tanah pada profil tnT1'1h
20
40
60
n3 -80::r:
No
4----A. di kedall1lnan 100 em dolam petfJk
0--0 di kedalaman 140 em dalam )'0tnl
~ di kedalaman 100 em. 3 m di 1",'I' pf",f;flk
\ •__ • di kec1uLuJ1lnn 140 em, 3 m di. 11lBI' r>rol rite
~.~~ .~ '------ ...-.-..•
.,..-\ ", '0__.••- -<>- - -<>- - -<>- ~~"'=t}.-.-_~_: f,-'~.~ . .,..,---....--.'""'--.....
0.'""--- "'- ..............•...• --.--.--.--- .•"~:./;-r /""--x __'6 \t' __ M )t
1: -.)t_ ,,--- •••
>-;J 0CD
,,-OJ-20:1(I)::!
-40•...CD
'"
:c' -60
6 8 10 12 14
-----------'. Hnri r;eD1I'luh gennTlr:on b'~rfJldli.ro 4
Gambar 3. Tekanan isap tanah parln kedfllamfln 100 dBn 140 ~m
141
fHSKOSi
NGADIMAN
Bagaimana cara mencntukan aLau mengl1Kllr ,iumlnh ni r ynng tert.nh:w
dlllam profil tanah dengan curah Itu,jlln ?
M. MARD.JO
Cara mpngukur ,iumlah ai r yang t.ertaltnn dalam 1ap isan Lannh ia fait
dengan mengalikan kandllngan ail' (dalam satuan volume) dengan keduIaman tanah tel'ukur. Karena pengukl1ran dilnkl1knn daJunJ inLel'Val
kedalaman tel'tentu (dalam ,jangkal1nn I'ndius kahuL nCIlLI'on) rnaka
jumlah air yang tertahan merupa]uUI inl.cg!'al dal'i ,inmi:1h air padasetiap interval kedalaman Lel'uku!'. SaLlinn yang digl1ll11knn, yaitll
meuggunakan satuan curah hu,jan mm (mili meLe!').
PUDJO RAHAIm.JO
Dari penggenangan sampai dengnn hapasitas Japang
air gravitasi. Apakah pergerakan air gt'llViLasibenar ke hawah ?
M. MARn.JO
ter,jadi pergerakani tu S(~ 1alu benar-
Sesudnh penggenangan bernkhir, ail' gl'l1viLnsi akan hel'gel'llk kebawah
sampai tercapai kondisi kapasi tas lapang YlJ.ng mana Ler'dapat kese i m·bangan antara ai r gr'av i Lasi yang mer'cmbns ke Inpi san tallnh yang
lebi h da1arn dapat mCl'embns kernl)!!l i, karcnll atla I)enll LIII) p I as Li k 1embaran mllka air yang begerak ke aLas tel't.ahnl1 ojeil plnstik lemharan
tersehut, jadi terjadi keseimhangan gcrakan air Ice aLas dan kebal-Jail•
142