Geografi Tanah

1. Pengertian

      Geografi didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari persamaan dan perbedaan fenomena geosfer (litosfer, hidrosfer, atmosfer dan biosfer serta antrophosfer) dengan sudut pandang kelingkungan atau kewilayahan dalam konteks keruangan (Berita IGI, Juni 1992). Geografi Tanah mengkaji tanah dalam konteks keruangan dengan interaksi dan interdepedensi, serta konsep nilai kegunaannya.

2. Faktor Pembentuk Tanah

      Tanah merupakan hasil pelapukan batuan dan bahan organik karena pengaruh faktor iklim, topografi, organisme, dan waktu. Oleh sebab itu faktor pembentuk tanah terdiri dari faktor bahan induk (batuan dan bahan organik), iklim, topografi, organisme dan waktu.

      Bahan induk yang terlapuk mempengaruhi sifat-sifat tanah terutama yang terkait dengan sifat-sifat fisika dan kimia.

      Iklim yang paling berperan adalah pada unsur suhu dan curah hujan, yang dapat menyebabkan pelapukan fisika,kimia dan biologis.

      Topografi memberikan tempat atau site untuk berproses, sehingga pada topografi yang bergelombang, pada bagian puncaknya dan lerengnya akan terjadi erosi, sedangkan pada bagian lembahnya  akan terjadi sedimentasi. Erosi dan sedimentasi keduanya memberikan sifat-sifat tanah yang berbeda.

      Organisme dalam tanah melakukan proses pelapukan terutama pelapukan pada bahan organik, yaitu peristiwa pembusukan yang dilakukan oleh jasat renik tanah. Selain itu juga pelapukan fisika yang dilakukan oleh biota tanah seperti cacing, dan pelapukan biologi yang dilakukan oleh akar tumbuhan.

      Dalam melakukan proses pelapukan  membutuhkan waktu, ada waktu yang cepat melapuk, ada yang lambat melapuk, sehingga ada yang sudah berkembang lanjut dan dewasa, ada pula yang masih muda dan belum berkembang.

3. Proses Pembentukan Tanah

a.  Proses disintegrasi, yaitu pelapukan batuan dari yang berukuran besar menjadi kecil-kecil sampai pada bentuk yang sangat lembut. Proses ini dapat terjadi karena:

     Perubahan suhu (pemuaian dan pengkerutan)

     Pukulan air hujan

     Erosi dan pengendapan

     Pengaruh vegetasi dan hewan

b. Proses kimia, yaitu perubahan komposisi mineral pada batuan ataupun bahan organik sehingga terjadi komposisi baru (dekomposisi), seperti proses :

     

Handout Geografi Tanah Gitolius Lius

Hidrolisis, yaitu karena adanya reaksi air dengan batuan atau mineral. Terjadi pergantian kation-kation yang terdapt dalam struktur silikat primer oleh ion-ion hidrogen yang berasal dari air dan kemudian menghasilkan gugusan hidroksida.

      Oksidasi, yaitu reaksi persenyawaan dengan oksigen, peningkatan martabat  kimia atau penyingkiran hidrogen. Unsur tereduksi dioksidasikan oleh O2 atmosfer yang memerlukan H2O dan jasat renik.

      Reduksi merupakan kebalikan oksidasi yaitu persenyawaan dengan hidrogen, penurunan martabat kimia berkenaan dengan pemasukan  elektron atau penyingkiran oksigen.

      Pelarutan yang dilakukan oleh air dan ion yang terdapat dalam air membantu proses hancuran lebih lanjut.  Derajat pelarutan tergantung keadaan iklim dimana proses itu berlangsung pada suhu yang tinggi pelarutan makin intensif.

4. Bahan Penyusun Utama

1. Jika tanah bongkah dipecah, maka akan tersusun bahan padatan (pasir, debu dan liat), bahan organik, air dan udara yang menempati ruang pori
2. Bahan padatan yang terdiri dari butir-butir pasir, debu dan liat secara kompak membentuk bongkahan atau agregat. Agregat tanah ini terbentuk karena adanya saling terikat secara adetif antarbutiran liat ataupun oleh koloid.
3. Komponen yang optimum untuk pertumbuhan tanaman adalah 15% bahan mineral, 5% bahan organik, 25% air, dan 25% udara yang terletak pada lapisan olah sedalam 0 – 0 cm dan bertekstur lempung berdebu.

5. Sifat Tanah

1. Tekstur, yaitu  perbandingan  antara fraksi pasir, debu dan liat dalam suatu massa tanah. Pasir berukuran Ø 0.2 – 2 mm; debu berukuran Ø 0.002 – 0.2 mm dan liat berukuran Ø < 0.002 mm. Perbandingan dinyatakan dalam %.
2. Struktur, yaitu susunan butiran tanah dalam suatu agregat yang dibatasi oleh batas alami dan dalam agregat terdapat pori-pori (mikro dan makro) yang dapat diisi oleh udara atau air.  Bentuk-bentuk struktur tanah antara lain lempeng : agregat yang mempunyai ukuran horizontal lebih panjang dari pada vertikalnya,  tiang : ukuran agregat vertikal lebih panjang dari pada horizontalnya ,  gumpal : ukuran agregat vertikal sama dengan horizontalnya,  remah :  berbentuk butir-butir tanah saling mengikat seperti irisan roti, granuler :  berbentuk butir lepas-lepas tetapi bukan butiran tunggal. Agregat : kumpulan dari struktur tanah/ beberapa butiran tanah.
3. Warna,merupakan sifat morfologi yang mudah dilihat. Warna tanah tersusun dari hue  yaitu warna-warna dasar yang terdiridari warna merah (red),  kuning (yellow) dan kombinasi kuning dan merah (YR); value yaitu tingkat atau drajad kegelapan warna antara hitam mutlak (0) dan putih mutlak (10); chroma; yaitu identitas warna mulai dari angka 0 sampai 12. warna tanah diketahui setelah membandingkan atau metching  antara tanah dengan buku ”munsell soil color chart”. Contoh 10 YR 5/3 = coklat (brown), 10 YR 5/8 = coklat kekuningan (yellowish brown)
4. Konsistensi, yaitu kondisi (respon) tanah jika diberikan tekanan-tekanan mekanik dalam keadaan kering, lembab dan basah. Dalam keadaan basah dapat dirasakan  kelekatannya dan plastisitasnya. Dalam keadaan lembab dapat diketahui responnya mulai dari lepas sampai dengan sangat teguh sekali. Dalam keadaan kering  dapat diketahui responnya mulai dari lepas sampai sangat keras sekali.

5. Porositas, yaitu jumlah ruang pori total dalam suatu massa tanah  dinyatakan dalam %. Tanah yang banyak mengandung liat porositasnya lebih besar dari pada tanah yang banyak mengandung pasir. Tanah porous (sarang) tidak sama dengan tanah tanah yang mempunyai porositas besar, tanah porous adalah tanah yang didominir oleh pori-pori makro seperti pasir.

6. Permeabilitas, yaitu kecepatan bergerakanya suatu cairan pada suatu media berpori dalam kondisi jenuh dinyatakan dalam Cm/jam, mulai dari sangat lambat <0.125 Cm/jam sampai sangat cepat >25 Cm/jam.

6. Sifat Kimia Tanah

a.       pH, yaitu keadaan keasaman tanah, pH dinyatakan dengan angka mulai dari 0 (sangat asam) sampai 14 (sangat basa), pH netral -7, tanah asam banyak mengandung ion H⁺  sedangkan tanha bas bila banyak mengandung ion OH.

b.      Mineral liat, liat ini berukuran <2π terbentuk karena rekristalisasi dari senyawa-senyawa hasil pelapukan mineral primer dan karena alterasi (perubahan) langsung dari mineral primer yang telah ada. Mineral liat dalam tanah dapat dibedakan :

1)      mineral liat Al-silikat

2)      oksida-oksida Fe dan Al

3)      mineral-mineral primer

c.       Koloid, yaitu bahan mioneral dan bahan organik tanah yang sangat halus sehingga mempunyai luas permukaan yang sangat tinggi persatuan massa. Liat merupakan koloid anorganik sedangkan humus merupakan koloid organik. Koloid berukuran <1π  sehingga tidak semua fraksi liat termasuk koloid. Koloid merupakan bagian tanah yang sangat aktif dalam reaksi-reaksi fisokimia di dalam tanah. Partikel koloid yang sangat halus atau micell (micro cell) umumnya bermuatan negatif, sehingga ion yang bermuatan positif (kation) tertarik pada koloid tersebut.

d.       Kapasitas tukar kation, kation seperti Ca⁺⁺, Mg⁺⁺, K⁺, Na⁺, dan sebagainya merupakan larutan di dalam tanah atau yang dijerap oleh koloi tanah. Banyaknya kation (dalam miliekivalen) yang dapat dijerap oleh tanah par satuan berat tanah dinamakan kapasitas tukar kation. Kapasitas tukar kation dinyatakan dengan miliekivalen per 100 g (me/100g). 1 me = 6,02 x 10²⁰ atom muatan negatif.

6. Sifat Biologi Tanah

a.       Organisme tanah sebagai jasad renik atau jasad mikro mempunyai peranan dalam proses dekomposis, yaitu proses pembusukan bahan organik yang telah mati, sehingga bahan organik sudah berubah menjadi humus. Organisme tanah makro melakukan proses pelapukan dengan cara memecah-mecah bahan organik menjadi serpihan-serpihan kecil dan sebagian hewan tanah memakan bahan organik dan kemudian mengeluarkannya dalam bentuk kotoran (ekskresi/sekresi) demikian juga hewan-hewanlain , sehingga di atas permukaan tanah terjadi timbunan bahan organik yang telah lapuk ataupun yang sedang dilapuk. Keberadaan organisme akan mempengaruhi sifat-sifat tanh, seperti pH, struktur, permeabilitas, perkolasi dan daya genggam air

b.      Cacing tanah merupakan organisme tanah yang sangat berperan dalam produktivitas tanah (kesuburan), sebab cacing melakukan proses metabolisme menggunakan  serasah dalam tanah kemudian mengeluarkan kotorannya (ekskresi/sekresi) yang sudah halus di permukaan tanah atas. Sehingga terjadi proses pencampuran  horison dan pembentuk pori makro yang memperlancar aerasi udara dalam tanah.

c.       Tumbuhan tanah

(1)    Algae, sebagian besar algae tanah mempunyai klorofil, sehingga hidup dekat dengan permukaan tanah, tetapi ada juga yang hidup dengan memperoleh bahan organik pada lapisan tanah dalam

(2)    Fungi, berperan dalam perubahan susunan tanah dan dapat dikelompokan menjadi ragi, kapang danjamur.

(3)    Aktinomisetes, adalah jasad mikro yang banyak dijumpai pada tanah dengan kadar humus tinggi, seperti padang rumput. Aktinomisetes berperan dalam pelapukan bahan organik dan pembebasan unsur hara.

(4)    Bakteri, merupakan jasad bersel satu, sederhana dan terkecil.bakteri sangat berperan dalam tanah karena (a) bakteri turutserta dalam perubahan bahan organik, (b) bakteri memegang monopoli dalam reaksi enzimatik yaitu nitrifikasi, oksidasi bakteri dan fiksasi nitrogen.

7. Sifat Tanah Lain

a.       Karatan, pada penentuan warna tanah terdapat warna bercak yang warnanya berbeda, misalnya bercak merah tua, kekuningan, hitam dan merah kekuningan, bercak ini disebut karatan. Karatan disebabkan karena terjadi draenase yang jelek (penggenangan) yang bergantian sehingga  terjadi reaksi redoks.

b.      Konkresi, berbagai bentuk dan warna yang merupakan pengerasan dan akumulasi setempat secara konsentris dari berbagai senyawa. Pada umumnya akumulasi besi, mangan dan kapur. Konkresi dapat terjadi karena karatan.

c.       Padas, adalah horison tanah yang mengeras dan umumnya sulit ditembus akar, pengerasan terjadi karena pengaruh  berat lapisan di atasnya, atau karena sementasi oleh senyawa besi, silika, bahan organik, kapur dan kombinasinya.

d.      Glei, adalah tanah yang berwarna abu-abu akibat penggenangan, draenase jelek dan permukaan air tanah yang dangkal.

8. Klasifikasi Tanah

a.       Tujuan : (1) mempermudah pemahaman sifat-sifat tanah dan ciri0cirinya dengan cara melakukan asosiasi, seperti grumusol, maka asosiasinya pada tanah hitam yang lekat bila basah dan keras bila kering, daya mengembang dan mengkerutnya besar, (2) mempermudah pengkajian hubungan genetika antara tanah satu dengan tanah lainnya; (3) untuk mempermudah gambaran ilmiah dalam pengkajian tanah secara menyeluruh.

b.      Menurut Sistem Pusat Penelitian Tanah Bogor:

1)      Organosol; tanah organik (gambut) yang ketebalannay > 50 cm

2)      Litosol; tanah mineral yang ketebalannya 20 cm atau kurang, dibawahnya terdapat batuan keras yang padu.

3)      Rendzina; tanah dengan epipedon mollik (warna gelap, kandungan bahan organik > 1%, kejenuhan basa > 50%), dibawahnya terdapat batuan kapur.

4)      Grumusol; tanah dengan kandungan liat >30% bersifat mengembang bila basah dan mengkerut bila kering, pada musim kering keras dan retak-retak.

5)      Aluvial; tanah berasal dari endapan  baru, berlapis-lapis, bahan organik jumlahnya berubah-ubah tidak teratur dengan kedalaman hanya terdapat epipedon oehrik, histik atau sulfurik. Kandungan pasir <60%.

6)      Gleisol; tanah yang selalu jenuh air sehingga berwarna abu-abu atau menunjukan sifat-sifat hidromorfik lain.

7)      Regosol; tanah bertekstur kasar dengan kandungan pasir >60%, hanya mempunyai horison penciri oehrik, histik atau sulfurik.

8)      Arenosol; tanah bertekstur kasar dari bahan  albik yang terdapat pada kedalaman sekurang-kurangnya 50cm dari permukaan atau memperlihatkan ciri-ciri mirip horison argilik, kambik atau oksik, tetapi tidak memenuhi syarat karena tekstir terlalu kasar. Tidak mempunyai horison penciri kecuali epipedon oehrik.

9)      Andosol; tanah umumnya berwarna hitam (epipedon mollik atau umbrik) dan mempunyai horison kambik, banyak mengandung bahan  amorf atau >60% terdiri dari abu vulkanik atau bahan piroklastik lain.

10)  Latosol; tanah dengan kandungan liat >60%, gembur, warna tanah seragam dengan batas horison yang kabur, solum dalam >150cm, kejenuhan basa <50%, umumnya mempunyai epipedon umbrik dan horison kambik.

11)  Brunezem; seperti latosol tetapi kajenuhan basa >50%

12)  Kambisol; tanah dengan horison kambik, atau epipedon umbrik atau mollik, tidak ada gejala hidromorfik.

13)  Nitosol; tanah dengan penimbunan liat (horison argilik), dari horison penimbunan liat maksimum ke horison di bawahnya kadar liat turun <20%

14)  Podsolik; tanah dengan horison penimbunan liat, dan kejenuhan basa <50% tidak mempunyai horison albik

15)  Mediteren; seperti tanah podsolik mempunyai horison argilik tetapi kejenuhan basa >50%

16)  Planosol; tanah dengan horison albik yang terletak diatas horison dengan permeabilitas lambat yang memperhatikan perubahan tekstur nayata, adanya liat berat atau fragipan, dan memperhatikan ciri-ciri hidromorfik.

17)  Podsol; tanah dengan horison penimbunan besi, Al-oksida dan bahan organik (spodik), mempunyai horison albik.

18)  Oksisol; tanah dengan pelapukan lanjut dan mempunyai horison oksik, yaitu horison dengan kandungan mineral mudah lapuk rendah, fraksi liat dengan aktivitas rendah, kapasitas tukar kation rendah <16 me/100gr liat, batas-batas horison tidak jelas.

Handout Geografi Tanah Gitolius Lius

Menurut Taksonomi Tanah USDA

1)      Alfisol; tanah dengan horison illuviasi liat (argilik) dan mempunyai kejenuhan  basa tinggi >3.5% pada kedalaman 180 cm dari permukaan tanah, tidak memiliki epipedon molik, spodik atau oksik, horison permukaan berwarna kelabu sampai coklat kemerahan, kadar basa medium sampai tinggi, umumnya tanah produktif dan banyak dijumpai di indonesia terutama di daerah dengan vegetasi hutan asli.

2)      Aridisol : dijumpai pada daerah beriklim kering, mempunyai epipedon ochrik, umummnya berwarna merah muda dan rendah bahan organik, mempunyai horison akumulasi kalsium karbonat (kalsik), gips (gipsik), atau garam-garam yang larut (salik), di indonesia banyak dijumpai di Nusa Tenggara Timur.

3)      Entisol: tanah dangan horison genetik alamiah atau dengan horison yang baru dibentuk, tanah berkembang dari aluvium, tidak ada perkembangan profil

4)      Histosol: tanah organik yang terbentuk pada lingkungan jenuh air, minimal mengandung bahan organik <20% bila kadar liatnya rendah, dan 30% bila kadar liatnya >50%.

5)      Inceptisol: disebut tanah muda tetapi lebih berkembang dari pada Entisol, mempunyai horison kambik, dijumpai di Pujon Malang, Nganjuk, Tulungagung, Kalimantan Selatan, Kolaka (Sulawasi Tenggara) dan Kalimantan Timur

6)       Mollisol: tanah dengan tebal epipedon >18 cm yang berwarna hitam  (gelap), kandungan bahan organik >1 %, kejenuhan basa >50%, horison atas umumnya  mempunyai struktur  granuler atau remah dan tidak keras  bila kering, dijumpai di daerah Gunung Kawi dan beberapa daerah  pegunungan lain yang lembab.

7)      Oxisol: tanah yang telah mengalami pelapukan lanjutan  dicirikan adanya horison oksik yang tebal, suatu horison yang umumnya mengandung liat yang banyak dan didominasi oleh hidroksida besi dan aluminium, karena itu tanah berwarna kemerahan dengan kandungan liat yang tinggi, tetapai tidak aktif sehingga kapasitas tukar kation rendah <16 me/ 100 g liat.

8)      Spodosol:  tanah mempunyai horison spodik pada horison bawah dengan akumulasi bahan organik dan oksida aluminium dengan atau tanpa oksida besi, sedang dilapisan atas berwarna pucat (albik), dijumpai di daerah Kalimantan Barat, Kalimantan Tengah, Kalimantan Timur, Bangka dan Irian Jaya.

9)      Ultisol: tanah yang mengalami hancuran dan bersifat lebih asam daripada alfisol, tetapi umumnya tidak semasan Spodosol, mempunyai horison argilik dengan kejenuhan basa <35% umumnya berwarna merah atau kuning dan banyak dijumpai di daerah lembab dengan vegetasi hutan asli.

10)  Vertisol: dicirikan oleh kandungan liat >30% yang mengembang  dan pada musim kering tanah menjadi retak-retak lebar dan dalam, dijumpai di daerah Cianjur, Nganjuk, Tuban,dan Pasuruan.