Karakteristik Fisik Tanah Hutan | Asgar Taiyeb, SP, MP

Karakteristik Fisik Tanah Hutan

.

Sifat fisik tanah pada lapisan atas (topsoil) yang paling penting dan dibutuhkan untuk menunjang berbagai jenis tanaman dan pepohonan adalah struktur dan porositas tanah, kemampuan menahan air dan laju infiltrasi. Lapisan atas tanah merupakan tempat yang mewadahi berbagai proses dan kegiatan kimia, fisik dan biologi yakni organisme makro dan mikro termasuk perakaran tanaman untuk menunjang berlangsungnya proses-prose kimia, fisik dan biologi yang cepat diperlukan air dan udara yang tersedia pada saat yang tepat dan dalam jumlah yang memadai. Oleh karena itu, tanah harus memiliki sifat fisik yang bisa mendukung terjadinya sirkulasi udara dan air yang baik.

Sifat-sifat fisik tanah yang diamati di lapangan maupun di laboratorium terdiri atas jumlah bahan organik, tekstur, struktur, konsistensi, porositas, jumlah perakaran, lajunya infiltrasi, kekerasan, kelembapan, temperatur, kepadatan (bulk density, partikel density), air tanah (kadar air kapasitas lapang dan kadar air maksimum), dan aerasi.

Untuk analisis diperlukan berat tanah kering mutlak. Caranya dengan mengeringovenkan pada suhu 105°C selama 48 jam yang dikenal dengan nama oven-dry-weight. Jumlah bahan organik dan air tanah dihitung berdasarkan oven-dry-weight.

1. pF

pF (potential of free energy) adalah kekuatan tanah mengalirkan air. Free energy artinya energi di mana air bisa jatuh keluar karena gaya berat dari pori. pF bermanfaat untuk tanaman, berkaitan dengan ketersediaan air untuk tanaman. pF bertalian dengan: 1) kemampuan tanah menyimpan air, 2) kedalaman tanah, 3) tekstur yang bertalian dengan porositas.

Uji pF harus contoh tanah utuh. Kalau pengambilan contoh tanah untuk pF seringkali secara horizontal (tidak baik), sebaiknya vertikal. Pengambilan tidak tergantung pada kedalaman berapa airnya, 0-30 cm, ring silinder, 10 cm lebih baik secara vertikal.

Ada beberapa nilai pF yang biasa diamati yaitu: pF 0; pF 1,8; pF 2,5; dan pF 4,2. Di dalam tanah ada pori ukuran besar (pori makro), pori ukaerat air sehingga air itu akan jatuh bebas. pF = 0 artinya tanpa tekanan apapun, air akan turun karena ada gaya berat daripada pori.

Air yang dapat digunakan oleh tanaman adalah pada pF 2,5 – 4,2. Pada pF 4,2 sudah diberi air. Gaya tarik menarik molekul air dan massa tanah makin kuat karena air berada ada pori mikro sehingga lebih besar tekanan untuk  menyedot air. pF 4,2 artinya air hanya akan jatuh apabila diberi tekanan tertentu. Prinsipnya air yang mengisi pori ditekan oleh suatu bejana air (kolom air). Makin tinggi air diberikan, akan memberikan energi yang lebih  besar menekan pori, sehingga air itu akan keluar. Pada pF  4,2 akar tidak mampu menaikkan air.

Bila pF > 4,2 katakanlah pF 4,5 maka walaupun akan ada air yang keluar, tanaman tidak mampu lagi menyerap. Pada saat itu air tidak bisa diambil oleh tanaman karena tarik menarik massa tanah dengan molekul air lebih kuat. Makin kecil nilai pF, mendesak air pada pori-pori tanah. Tinggi kolom air, mempunyai bobot dan menekan air. Perbedaan tekanan mempengaruhi pori, gerakan air yang diisap.

Gaya tarik yang cekung. Gaya tarik yang begitu kuat, akar tidak mampu mengisap. Bejana, pompa vakum. Bejana berhubungan dijenuhkan air à vakum chamber à pori tanah jenuh air, pori tanah diisi oleh tinggi air.

Rumus:

pF   = - log 10 h

pF   = 2 log n + log h + log (ro – h/2) – 4,95

atau

pF   = 2 log n + log r1 – 4,95

dimana    :

r      = putaran permenit (rpm)

r0    = jari-jari dari permukaan air bebas (cm)

r1    = jari-jari putaran contoh (cm)

h     = ro – r1

Kadar air. Lengas tanah

Nilai kadar air tanah yang ditemukan dalam praktikum mahasiswa kehutanan Universitas Tadulako 13 Desember 2015 di Desa Uwemanje Sigi Sulawesi Tengah pada tanah hutan pinus berumur 40 tahun berkisar 13,12 % dan pada hutan kemiri 10,14% dan hutan sekunder  9,18%.  Sementara itu, pada praktikum angkatan sebelumnya tanggal 5 Januari 2013 di hutan jati Desa Sidera Biromaru Sigi bernilai 13,80%. Kadar air yang lebih tinggi ditemukan pada tegakan jati di Kabupaten Donggala Sulawesi Tengah umur 7 tahun adalah 23,37% dan 22,90% sedangkan pada umur 11 tahun  19,97% dan 18,87% (Nursamsi, 2005).

Lengas tanah adalah air yang terikat oleh berbagai gaya, misalnya gaya ikat matrik, osmosis dan kapiler. Gaya ikat matrik berasal dari tarikan antar partikel tanah dan meningkat sesuai dengan peningkatan permukaan jenis partikel tanah dan kerapatan muatan elektrostatik partikel tanah.

Gaya osmosis dipengaruhi oleh zat terlarut dalam air maka meningkat dengan semakin pekatnya larutan, sedang gaya kapiler dibangkitkan oleh pori-pori tanah berkaitan dengan tegangan permukaan.

Jumlah ketiga gaya tersebut disebut potensial lengas tanah atau tegangan lengas tanah, dan menjadi ukuran kemampuan tanah melawan gaya gravitasi

Ukuran lengas tanah adalah cm Hg, bar, dan pF

  • 1 bar = 0,9869 atm = 105 Pascal = 75,007 cm Hg
  • satuan cm air dibagi 1000 menjadi satuan bar
  • pF = log10 cm H2O

Klasifikasi lengas tanah berdasar tegangan lengas tanah :

1. Kapasitas menahan air maksimum

Jumlah air yang dikandung tanah dalam keadaan jenuh, semua pori terisi penuh air. Tegangan lengas tanah = 0 cm H2O, 0 bar atau pF 0

2. Kapasitas lapang

Jumlah air yang terkandung tanah setelah air gravitasi hilang. Tegangan lengas = 346 cm H2O; 0,3 bar atau pF 2,54.

3. Titik layu tetap

Tingkat kelengasan tanah yang menyebabkan tumbuhan mulai memperlihatkan gejala layu. Tegangan lengas tanah = 15,849 cm H2O; 15 bar; pF 4,17

4. Koefisien higroskopik

Jumlah lengas tanah yang dijerap permukaan partikel tanah dari uap air dalam atmosfer yang berkelembaban kira-kira 100%. Tegangan lengas tanah = 31 bar; atau pF 4,5.

5. Kering angin

Kadar air tanah setelah diangin-anginkan di tempat teduh sampai mencapai keseimbangan dengan kelengasan atmosfer. Tegangan lengas  = 106 cm H2O; 1000 bar; pF 6.

6.   Kering oven

Kadar air tanah setelah dikeringkan dalam oven pada suhu 105-110 °C sampai tidak ada lagi air yang menguap (timbangan tetap; biasanya membutuhkan waktu 16-18 jam). Tegangan lengas tanah = 107 cm H2O; 10.000 bar; atau pF 7,0.

a. Klasifikasi fisik :

  1. air bebas (air gravitasi) : air yang diatus oleh gaya gravitasi. Air dalam kondisi jenuh dan berada diantara pF 0 dan pF 2,54 (diantara jenuh air dan kapasitas lapang)
  2. air kapiler : air dalam pori-pori tanah dengan tegangan antara pF 2,54 dan 4,5 (kapasitas lapang dan koefisien higroskopis)
  3. air higroskopis : air di permukaan tanah yang dipegang antara pF 4,5 dan 7,0 (antara koefisien higroskopis dan kering oven)

b. Klasifikasi biologi :

  1. air tidak berguna : setara dengan air bebas menurut klasifikasi fisik. Kelas ini tidak berlaku bagi padi di sawah dan hidrofit yang hidup dalam jenuh air
  2. air tersedia : air yang terdapat diantara kapsitas lapang dan titik layu tetap (pF 2,54 dan 4,17), dan
  3. air tidak tersedia : air yang berada pada tegangan diatas titik layu tetap (diatas pF 4,17). Air dipegang tanah dengan tegangan lebih kuat dibanding kekuatan akar menyerap air.

Kandungan air dalam tanah mempengaruhi sifat tanah seperti plastisitas, kembang dan kerut tanah, konsistensi, kepadatan, dan aerasi. Air tanah juga sangat berperan dalam siklus hidrologi.

Kepadatan Tanah

Kepadatan tanah (density) adalah berat padatan suatu obyek dibagi volume padatan. Kepadatan ada 2 : (1) Berat jenis (Partikel Density) (2) Berat Volume (Bulk Density)

PD (partikel density)

Partikel density adalah  adalah berat padatan tanah (solid,without pore) dibagi dengan volumenya (solid, without pore).

-  PD kebanyakan tanah adalah 2,6-2,7 g/cm3.

-  Kepadatan padatan (solid) tanah mendekati kepadatan kuarsa (2,6 gr/cm3) karena kebanyakan mineral tanah adalah mineral silikat

-  Adanya besi dan mineral berat lainnya (seperti olivin) cenderung meningkatkan PD.

Soal : manakah yang dimaksud dengan berat butir, apakah partikel density?.

BD (bulk density)

Umumnya, bulk density tanah (BD) didefinisikan sebagai berat sampel kering oven tanah tidak terganggu per unit atau volume "massa". Dalam tulisan ini, BD didefinisikan sebagai rasio massa untuk volume massa dari partikel tanah <2 mm ditambah ruang pori dalam sampel (Blake, 1965). Massa ditentukan setelah pengeringan sampel untuk berat konstan pada suhu 105 °C dan volume adalah bahwa sebagai diambil di lapangan. BD adalah sebuah indeks tanah yang penting. Hal ini diperlukan untuk mengkonversi persentase air berat untuk konten dengan volume, untuk menghitung porositas ketika kepadatan partikel diketahui, dan untuk memperkirakan berat volume tanah yang terlalu besar untuk menimbang dengan nyaman (Blake 1965 dalam Salifu, 2002).

Selain itu, BD diperlukan untuk mengukur besarnya total pool hara yang tersimpan dalam tanah hutan dan sangat penting untuk budget nutrisi dan studi berkelanjutan. Sebagai indeks pemadatan tanah, BD telah ditemukan berkorelasi negatif dengan kerapatan akar (Strong dan La Roi, 1985, Gale dan Grigal, 1986) dan pertumbuhan pohon (Hamilton dan Krause 1985, Froelich dkk. 1986) (Salifu, 2002).

Dalam situs https://archive.org/details/SoilAnalysis disebutkan bahwa penyebab variabilitas tanah hutan itu banyak. Variabilitas spasial adalah fungsi dari tipe batuan induk, iklim, komposisi jenis pohon, vegetasi tumbuhan bawah, gangguan (misalnya, pemanenan, kebakaran, windthrow), dan kegiatan pengelolaan hutan (misalnya, situs penyiapan lahan, penjarangan, pemangkasan, pemupukan, manajemen vegetasi). Sebagai contoh, generasi kedua pertumbuhan tanaman Pinus radiata 50 tahun pada tanah aluvial berpasir di Australia memiliki variabilitas spasial yang lebih rendah dibandingkan dengan kayu keras campuran dikembangkan dari batuan dangkal di Shield Prakambrium (Kanada) setelah panen. Kayu keras campuran kemungkinan akan menunjukkan variabilitas yang tinggi dalam sifat lantai hutan seperti ketebalan lantai hutan karena ke pohon jatuh (Beatty dan Batu 1986; Clinton dan Baker 2000) dan pengaruh yang berbeda jenis pohon (Finzi et al 1998;. Dijkstra dan Smits 2002).

Selain itu, fakta bahwa tanah diolah di hutan tanaman pinus kemungkinan akan mengurangi beberapa variabilitas tanah yang bisa memiliki diciptakan oleh hutan tanaman  sebelumnya (misalnya, perubahan sifat tanah ketika sampling diambil dari batang). Di tanah mineral, akan lebih sulit untuk menilai kolam hara dibandingkan dengan tanaman pinus karena masalah pengukuran bulk density dan persentase fragmen kasar di berbatu sampai (Kulmatiski et al. 2003). Ini juga akan lebih bermasalah untuk mengembangkan skema sampling yang direplikasi oleh mendalam di hutan alam karena ketebalan cakrawala di seluruh lanskap berkembang sebagai kontinum dengan tata ruang yang kompleks pola (misalnya, Ae kantong sepanjang saluran akar lama dan bahan FH tebal di lubang).

Semua sumber-sumber variabilitas spasial harus diperhatikan dalam upaya sistematis sampel dan menjelaskan sifat-sifat tanah hutan. Inilah sebabnya mengapa strategi pengambilan sampel dan metodologi harus dipilih dengan hati-hati dan bab ini didedikasikan untuk tujuan itu; Namun, informasi mengenai desain lapangan dan plot pembentukan dapat ditemukan di Pennock (2004) atau Pennock et al. (lihat Bab 1).

BD (bulk density) atau kerapatan lindak adalah berat padatan (pada kering konstan) dibagi total volume (padatan+pori). Atau berat kering persatuan volume. BD berkaitan dengan 3 hal  yaitu 1) kandungan bahan organik, 2) kadar liat meningkat, 3) pF. BD sangat bervariasi antar horizon tergantung pada tipe dan derajad aggregasi, tekstur dan bahan organik tanah. Bulk Density sangat sensitif terhadap pengolahan tanah. Pengolahan tanah yang benar, maka BD turun dan sebaliknya.

Bagaimana BD dikaitkan dengan horizon? Pada horizon bagian atas lebih banyak karena tanahnya lebih gembur sebagai indikasi lebih banyak kandungan bahan organik. Makin ke horizon bagian bawah, maka BD makin tinggi, sebab bahan organik makin berkurang. Dengan makin berkurangnya kandungan bahan organik maka makin tinggi BD, dalam hal ini tanah makin padat.

Apakah BD itu di dalam suatu horizon bisa berubah?. Bisa, misalnya pada horizon A, dimana sering lalu lalang alat berat, maka tekanan terus meningkat pada tanah. Pada suatu saat BD itu apakah akan tetap, kapan? dan berapa BD maksimum? BD akan menjadi tetap apabila pori-pori habis. Dengan adanya tekanan pada tanah oleh alat-alat berat, maka udara akan keluar sehingga pori-pori tanah  yang makin lama makin habis. Pada saat pori-pori habis, maka air  tidak bisa lewat pada tanah, demikian pula akar tanaman tidak bisa masuk. Pada saat BD mencapai 1,6 gr/cm3 (studi kasus pada tanah Podsolik di Batu Ampar, Balikpapan-Kaltim), maka BD tidak mau bertambah lagi.

Nilai bulk density yang ditemukan dalam praktikum mahasiswa kehutanan Universitas Tadulako 13 Desember 2015 di Desa Uwemanje Sigi Sulawesi Tengah pada tanah hutan tanaman pinus berumur 40 tahun berkisar 0,95 gr/cm3 dan pada hutan alam sekunder 1,00 gr/cm3. Sementara itu, pada praktikum angkatan sebelumnya tanggal 5 Januari 2013 di hutan jati Desa Sidera Biromaru Sigi bernilai 1,49 gr/cm3. Bulk density dibawah tegakan jati umur 7 tahun di Banawa Kabupaten Donggala berkisar 1,22 - 1,24 gr/cm3 sedangkan pada umur 11 tahun  1,31 - 1,34 gr/cm3 (Nursamsi).

BD tanah yang ideal berkisar antar 1,3 – 1,35 g/cm3. BD pada tanah berkisar >1,65 g/cm3 untuk tanah berpasir; 1,0-1,6 g/cm3 pada tanah geluh yang mengandung bahan organik tanah sedang-tinggi. BD mungkin < 1 g/cm3 pada tanah dengan kandungan bahan organik tinggi.

Dalam prakteknya, untuk mengukur BD, tanah dalam ring sampel dikeringovenkan selama 48 jam suhu 105 0C. Kemudian di timbang massa/volume ring. 

Tekstur Tanah      

Material dalam tanah dapat dibagi menjadi dua fraksi, yakni material kasar dan material halus. Material kasar yang dimaksud dalam tulisan ini adalah partikel yang lebih besar dari diameter 0,05 mm, yaitu, batu, kerikil, dan pasir, sedangkan material halus, meliputi partikel yang lebih kecil dari diameter 0,05 mm, yaitu, debu, liat, dan koloid. Hal ini dikemukakan oleh S.A Wilde (1941) dari Universitas Wisconsin dalam bukunya berjudul Forest Soil. Jumlah relatif dari bahan tanah kasar dan halus menentukan tekstur tanah. Di satu sisi, material kasar merupakan "kerangka" dari tanah; fungsinya sebagian besar terbatas pada dukungan fisik tanaman, dan secara praktis tidak aktif di nutrisi tanaman. Dan di sisi lain, bahan material halus adalah bagian aktif dari tanah, yang melalui serap dan gizi sifat-sifatnya memenuhi fungsi ekologis bermacam-macam. Ini adalah pembawa hidup di dalam tanah, atau  Stebutt mengatakan, itu adalah "protoplasma tanah". Mungkin fraksi koloid (diameter partikel kurang dari 0,0001 mm) sendirian bertanggung jawab untuk kegiatan material halus, karena kemampuan menyerap partikel koloid adalah jauh lebih besar dibandingkan dengan debu dan liat kasar. Namun koloid cenderung melekat pada partikel debu dan liat, dan tidak dapat sepenuhnya dipisahkan dalam analisis tanah biasa.

Sejalan dengan perkembangan pengetahuan tentang tekstur tanah hutan, fraksi tanah hanya meliputi pasir, debu dan liat. Material yang lebih besar dari pasir seperti kerikil, kerakal dan batu tidak tergolong ke dalam fraksi tanah.  

Tekstur tanah adalah perbandingan (secara) relatif (antara) fraksi pasir, debu dan liat atau diartikan sebagai proporsi pasir, debu dan liat. Tanah bertekstur sama misal geluh berdebu mempunyai sifat fisika dan kimia yang hampir sama dengan syarat mineralogi liat. Keragaman jenis tanah secara fisik bertalian dengan tekstur.

Tekstur tanah menentukan tata air, tata udara, kemudahan pengolahan dan struktur tanah.

Tekstur tanah ditentukan di lapangan dengan cara melihat gejala konsistensi dan rasa perabaan menurut bagan alir dan di laboratorium dengan metode pipet atau metode hidrometer. Setiap contoh tanah yang dianalisis di laboratorium, sehingga mendapatkan angka-angka yang kualitatif, baik sifat fisik maupun keadaan kimia tanahnya.

Paling sedikit analisis sifat fisika tanah harus menghasilkan angka-angka tekstur tanah. Partikel ukuran lebih dari 2 mm, bahan organik dan agen perekat seperti kalsium  karbonat harus dihilangkan sebelum menentukan tekstur.

Tekstur tanah dibagi menjadi 3 kelas utama, yaitu:

  • Tanah bertekstur kasar: pasir (S), pasir geluh (LS); geluh berpasir (SL) dengan liat < 18 %, pasir > 65 %.
  • Tanah bertekstur sedang: geluh liat berpasir (SLC); geluh berdebu (SiL); debu (Si); geluh liat berdebu (SiCL); geluh berliat (CL) dengan liat < 35 %, pasir < 65 %.
  • Tanah bertekstur halus/berat: liat (C); liat berdebu (SiC); liat berpasir (SC); geluh berliat (CL); geluh liat berdebu (SiCL) dengan liat >35 %.

Sifat kimia, fisika dan mineralogi partikel tanah tergantung pada ukuran partikelnya. Semakin kecil ukuran partikel maka luas permukaannya semakin besar. Jadi, luas permukaan fraksi liat > fraksi debu > fraksi pasir. Sebagai contoh: Partikel bentuk bola dengan berat 1 gr dengan bulk density 2,65 g/cm3 dipecah menjadi 106 partikel yang lebih kecil berbentuk bola dengan berat masing-masing partikel 10-6 g.

Maka:

Luas permukaan untuk partikel dengan berat 1 gr adalah sbb :

Volume = (1 g)/(2,65 g/cm3) = 0,377 cm3

Volume bola = 4/3 p r3 sehingga r3 = (0,377 x 3)/4p = 0,0901

Radius = r = 0,448 cm = 4,48 x 10-3 m

Luas permukaan (Surface area/SA) = 4pr2 = 2,52 x 10-4 m2

Setelah dipecah menjadi partikel yang lebih kecil :

Volume = (10-6)/(2,65 g/cm3) = 3,77 x 10-7 cm3

r3 = 3,77 x 10-7 cm3 x 3 = 9,01 x 10-8 cm

4p

r = 4,48 x 10-5 m

SA dari masing-masing partikel kecil = 4pr2

= 4 x p x (4,48 x 10-5 m)2 = 2,52 x 10-8 m2/partikel

Kolektif SA = 2,52 x 10-8 m2/partikel x 106 = 2,52 x 10-2 m2

Dengan kata lain, pemecahan partikel seberat 1 gr menjadi 106 partikel kecil dapat meningkatkan luas permukaan 100 kali lipat dari 2,52 x 10-4 m2 menjadi 2,52 x 10-2 m2

 

Klasifikasi Ukuran Partikel

Tabel. Diameter material (Sistem USDA, bukan Sistem ISSS/Internasional Soil Science Society ) tersebut sebagai berikut:

Material

 USDA

 

 

Pasir                         : 50 mm (0,05 mm) -  2.000 mm (2 mm),

(a) P.Kasar                 : 500 mm (0,5 mm)  – 2.000 mm (2 mm),

(b) P.Sedang            : 250 mm (0,25 mm) - 500 mm (0,5 mm),

(c) P. Halus                : 50 mm (0,05 mm)  - 250 mm (0,25 mm),

Debu                       : 2 mm (0,002 mm)  – 50 mm (0,05 mm).

Liat                           : < 2 mm (< 0,002 mm)

 

 

Fraksi

Diameter  (mm)

USDA

ISSS

Pasir

0,5 mm – 2,0 mm

0,2 mm – 2,0 mm

Debu

0,002 mm – 0,5 mm

0,20 mm- 0,2 mm

Liat

< 0,002 mm

< 0,002 mm

 

Sumber

Soil  separates

 

Kerikil

pasir

debu

liat

USDA

> 2mm

2 mm–50 mm

50 mm-2 mm

< 2mm

ISSS

> 2mm

2 mm-20 mm

20 mm-2 mm

< 2mm

USPRA

> 2mm

2 mm-50 mm

50 mm-5 mm

< 5mm

BSI, MIT, DIN

> 2mm

2 mm-60 mm

60 mm-2 mm

< 2mm

 

Tanah berpasir aerase baik tetapi kelembaban rendah.

Apakah tekstur tanah berkaitan dengan erosi? Jawabannya iya. Kapan terjadi erosi? Erosi terjadi pada saat tanah sudah jenuh air, masuknya air berikut akan memisahkan butiran tanah satu sama lain, kemudian di angkut oleh air.

Manakah fraksi yang lebih rentan terhadap erosi? Atau butiran yang mana cepat jenuh air? Jawabnya debu. Fraksi debu karena gaya tarik menarik butiran tetapi porinya lebih besar. Butiran debu lebih besar daripada liat membuat lebih rentan terhadap erosi, gaya tarik menarik butiran lebih kecil, pori sudah terisi oleh air, tanah mudah jenuh.  Sedangkan pada fraksi pasir dengan pori yang lebih besar memiliki air tidak akan pernah dipermukaan, butiran akan menjadi obyek yang mudah dipindahkan. pasir tidak cepat jenuh, sampai porinya terisi oleh air. Menurut Foth, gaya kohesi (padu, lengket)  dan adeshi (tolak menolak) pasir lebih besar?

Kalau demikian, butiran mana yang cepat jenuh air? Jawabnya Debu, karena debu air mudah masuk sehingga cepat jenuh air, sedangkan liat airnya susah masuk, demikian pula pasir tidak cepat jenuh sampai porinya terisi oleh air. Kapan tanah jenuh air ? Manakalah ada tumbukan air hujan, air mudah masuk pada butiran debu dan cepat jenuh air.Alhasil, fraksi debu mempunyai sensitifitas erosi lebih tinggi dari pada pasir dan debu.

 

Hubungan Tekstur dan pF  

Apakah tekstur berhubungan dengan pF? Jawab Ya, karena fraksi tanah berhubungan dengan adhesi (gaya tarik menarik antara dua buah benda (tanah dengan  air), pada pori makro, adhesi kecil, dimiliki butiran pasir. Untuk pori pertengahan (meso) dimiliki  oleh butiran debu, untuk pori mikro adhesi makin besar dimiliki oleh butiran liat, jadi jelas tekstur berpengaruh terhadap pF.

Effendi (2004) merangkum beberapa pernyataan, sebagai berikut:. 60 % pasir tidak layak untuk semua kegiatan budidaya hutan untuk penanaman. Dan teknik pengamatan pada segitiga tesktur. Garis liat sejajar  pasir, garis debu sejajar  liat dan garis sand sejajar debu.

Pengaruh Tekstur Tanah pada Pertumbuhan Hutan Alam

Kemampuan tanah untuk menahan air tergantung pada jumlah yang hadir pada material halus tanah. Semakin tinggi jumlahnya, yang besar adalah kadar air tanah, kondisi lain yang sama. Karena pori-pori tanah diisi dengan air atau udara, peningkatan bahan tanah halus, dan akibatnya pada kelembaban tanah, menyebabkan penurunan aerasi tanah. Akhirnya, partikel halus adalah sumber utama zat mudah larut, yang melayani pohon sebagai nutrisi.

Dengan demikian, material tekstur tanah mempengaruhi tiga faktor dasar dalam pertumbuhan hutan: kelembaban tanah, aerasi tanah, dan nutrisi tanah. Karena berbagai jenis pohon memiliki kebutuhan yang berbeda untuk tiga faktor tersebut, distribusi dan laju pertumbuhan mereka sering berkorelasi erat dengan tekstur tanah (Kruedener). Secara umum, tanah dengan kandungan rendah dari material tanah halus, yaitu tanah berpasir, hanya mendukung pohon yang memiliki persyaratan rendah untuk kelembaban dan nutrisi, yaitu, pinus, aspen, dll. Sebaliknya, tanah dengan kandungan tinggi partikel halus, yaitu, tanah lempung, mendukung pohon yang memiliki persyaratan yang tinggi untuk kelembaban dan nutrisi, yaitu, spesies pohon cemara dan fir, bass wood, elm, ash putih, dll (Wilde, 1941).

Pengaruh  Tekstur tanah di hutan tanaman

Pada penghutanan kembali secara buatan, tanah diolah dari atau dibakar di atas daerah tidak memiliki perlindungan dari angin dan sinar matahari. tanah seperti kekurangan, sebagai aturan, lapisan pelindung dari sampah hutan. nutrisi tersedia mereka tercuci pergi oleh hujan yang jatuh di permukaan tandus yang terkena. Dengan kondisi tersebut, bahan tanah halus menjadi faktor penentu dalam keberhasilan pembentukan bibit ditanam 10 pengamatan menunjukkan, di penghijauan berdrainase baik tanah Wisconsin, spesies yang paling penting butuhkan untuk pertumbuhan yang adil jumlah minimum berikut bahan tanah halus: jack pinus - 5 persen; Norwegia atau pinus merah - 10 persen; Scotch pinus - 10 persen; pinus putih - 15 persen; oak merah - 25 persen; cemara putih, Norwegia cemara, dan sebagian besar atau kayu keras - 35 persen.

Atas dasar data tersebut, serta atas dasar studi distribusi alami dari spesies, klasifikasi sederhana berikut telah diadopsi untuk digunakan dalam praktek penghutanan kembali secara lokal.

Hubungan Tekstur Tanah untuk Menanam Pohon

Perlu dipahami bahwa kemungkinan penanaman tidak hanya tergantung pada tekstur tanah, tetapi juga pada sejumlah faktor lain, seperti cahaya, muka air tanah, komposisi kimia tanah, terutama reaksi tanah, dll pilihan spesies dan adaptasi mereka untuk jenis tanah yang berbeda juga bervariasi  pada kondisi iklim yang berbeda. Oleh karena itu, pengetahuan tentang kemungkinan penananman di daerah lain adalah soal pengalaman lokal, khususnya  pengamatan terhadap  distribusi alami pohon-pohon dan kondisi di hutan tanaman/buatan.

Dalam analisis tanah s harus diingat bahwa tanah hutan tidak selalu seragam komposisinya, dan karenanya, profil tanah keseluruhan dengan kedalaman sekitar 4 kaki harus diperiksa dengan hati-hati untuk distribusi partikel tanah halus. Pertama-tama, jumlah bahan tanah halus harus ditentukan pada lapisan tanah bagian atas dari 0 sampai 8 inci. lapisan permukaan ini berfungsi sebagai media tumbuh selama periode awal yang paling penting dari pertumbuhan bibit, dan sangat penting dalam tanah pembibitan sebagai agen pembawa pupuk. Jika nilai tanah dengan kedalaman menjadi bahan yang lebih ringan, tidak akan memiliki pengaruh merugikan pada pertumbuhan bibit di persemaian, tetapi adalah bijaksana dalam kasus seperti itu menjadi agak konservatif untuk pemilihan spesies untuk penanaman. Misalnya, jika lapisan lempung berpasir hanya 8 inci dan nilai ke dalam lapisan tanah berpasir, lebih baik menanam pada tanah seperti, pinus merah, bukan pinus putih. Demikian pula, lapisan lempung berpasir sekitar 12 inci secara mendalam didasari oleh pasir berlapis dan kerikil harus dihutankan dengan pinus putihm bukan kayu keras atau cemara. Jika nilai lapisan tanah  atas menjadi bahan yang lebih berat, mungkin merugikan untuk tanah pembibitan karena kelebihan air di musim semi. Dalam penanaman, bagaimanapun, lapisan yang lebih berat terjadi pada kedalaman 1-2 kaki menentukan kapasitas memegang air tanah dan pasokan nutrisi, karena akar bibit ditanam akan mencapai lapisan ini dalam waktu singkat. Oleh karena itu, jumlah bahan tanah halus di lapisan ini akan menentukan pemilihan spesies untuk penanaman.

Jika lapisan tanah yang lebih berat terjadi pada kedalaman 2 sampai 4 kaki, masih akan memiliki pengaruh nyata pada pertumbuhan bibit.

Tentu saja, pengaruh ini akan bervariasi, tergantung pada kedalaman material yang lebih berat, komposisi tekstur dari seluruh profil, dan umur hutan tanaman. Oleh karena itu, dalam menangani tanah semacam ini, tidak ada aturan yang pasti dapat dibentuk, tetapi secara umum, keberadaan lapisan subsoil lebih memungkinkan lebih banyak kebebasan dalam pemilihan spesies untuk penanaman. Misalnya, jika tanah lempung cahaya didasari pada kedalaman 3 kaki yang masih glasial berat, cemara mungkin akan ditanam bukan pinus putih. Di sisi lain, tanah yang berpasir murni  pada kedalaman 4 kaki dengan lapisan tanah liat tidak bisa direboisasi dengan pohon cemara, tapi di terbaik dengan spesies pinus yang lebih baik, karena akan memakan waktu beberapa tahun sebelum akar bibit akan dapat memanfaatkan air kapiler serta nutrisi dari lapisan subsoil liat berat. Faktanya tidak boleh diabaikan bahwa beberapa lapisan subsoil dapat merugikan bibit, baik karena konsentrasi garam tinggi (Podzol, Rendzinas), atau karena kandungan koloid yang sangat tinggi pada musim kemarau memotong pergerakan air tanah kapiler (lapisan antara dari serpihan pelapukan).

 

Porositas

Pori-pori tanah adalah bagian yang tidak terisi bahan padat tanah (terisi oleh udara dan air). Pori-pori tanah dapat dibedakan menjadi pori-pori kasar (pori-pori makro) dan pori-pori halus berisi air dan kapiler atau udara. Tanah-tanah pasir mempunyai pori-pori kasar lebih banyak dari pada tanah liat. Tanah dengan pori-pori kasar sulit menahan air sehingga tanaman mudah kekeringan. Tanah liat mempunyai pori total (jumlah pori-pori makro + mikro), lebih tinggi dari pada tanah pasir. Dalam pengamatan penampang sekurang-kurangnya dicatat banyaknya pori makro pada masing-masing horizon. (Hardjowigeno, S., dan Widiatmaka, 2011: Evaluasi Kesesuaian Lahan dan Perencanaan Tata Guma Lahan.Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. 346 h).

Menurut Warisno dan Dahana (2011), porositas dan drainase lahan yang hendak digunakan untuk budi daya jati sebaiknya memiliki porositas dan drainase yang baik. Porositas terkait dengan kemampuan tanah dalam menahan dan melepas air, sedangkan drainase adalah kemampuan tanah untuk mengurangi kelebihan air.  

Porositas adalah pori yang tersedia di dalam tanah. Tekstur tanah bertalian dengan porositas. Porositas tanah adalah vol pori makro dibagi vol tanah x 100%. Porositas 30-40% adalah optimum, dapat berubah karena: cuaca, pengolahan tanah, alam, akar tanaman, kegiatan mikroorganisme,

Dalam situs Physical Properties of Soil and Soil Water <http://passel.unl.edu/pages/informationmodule.php?idinformationmodule=1130447039&topicorder=7&maxto=10> yang diakses 13 Desember 2015, dikatakan bahwa porositas atau ruang pori mengacu pada volume rongga tanah yang dapat diisi oleh air dan / atau udara. Hal ini berbanding terbalik dengan bulk density.

Porositas dihitung sebagai persentase dari volume tanah:

Bulk density x 100 =% ruang padat

Kepadatan partikel

100% -% Padat Spasi = Persen Pore Ruang Longgar

Tanah berpori memiliki kepadatan massal yang lebih rendah dan porositas lebih besar dari tanah padat. Porositas bervariasi tergantung pada ukuran partikel dan agregasi. Hal ini lebih besar di tanah liat dan organik daripada di tanah berpasir. Sejumlah besar partikel kecil dalam volume tanah menghasilkan sejumlah besar pori-pori tanah. Partikel besar lebih sedikit dapat menempati volume yang sama dari tanah sehingga ada sedikit pori-pori dan kurang porositas.

Pemadatan menurunkan porositas sehinggabulk density meningkat. Pemadatan meningkatkan bulk densitas 1,3-1,5 g/cm3, sementara itu porositas menurun dari 50% menjadi 43%. Agregasi juga menurun porositas karena lebih besar pori-pori yang hadir dibandingkan dengan tanah liat dan rawa partikel tunggal yang berhubungan dengan pori-pori yang lebih kecil.

Pori-pori dari semua ukuran dan bentuk yang bergabung membentuk porositas total tanah. Namun demikian, porositas tidak menjelaskan tentang ukuran pori-pori tanah.

Nilai porositas yang ditemukan dalam praktikum mahasiswa kehutanan Universitas Tadulako 13 Desember 2015 di Desa Uwemanje Sigi Sulawesi Tengah pada tanah hutan pinus berumur 40 tahun berkisar 64% dan pada hutan sekunder 63%.  Sementara itu, pada praktikum angkatan sebelumnya tanggal 5 Januari 2013 di hutan jati Desa Sidera Biromaru Sigi bernilai 44%. Adapun porositas tanah di bawah tegakan jati umur 7 tahun di Kabupaten Donggala adalah 53,89% dan 53,34% sedangkan pada umur 11 tahun  50,66 % dan 49,44% (Nursamsi, 2013).

Drainase

Drainase merupakan kecepatan perpindahan air dari suatu tanah baik berupa aliran permukaan (run off) maupun air yang masuk kedalam tanah (perkolasi):

Aliran permukaan (Run off) : diamati dengan membandingkan air yang mengalir di permukaan tanah dengan jumlah curah hujan. Dibedakan :

0-tergenang: tidak ada run off; terdapat di daerah cekung

1-sangat lambat: aliran permukaan sangat lambat, shg air akan hilang karena masuk ke dalam tanah atau menguap; tanah datar, bersifat porous

2-Lambat: air permukaan lambat, air masih tergenang, sebagian menguap dan masuk ke tanah; tanah datar sampai landai

3-sedang: air permukaan mengalir sedemikian rupa, ada air yang masuk ke tanah, permukaan tanah basah dalam waktu lama; sebagain besar air diserap dalam tanah dan tersedia bagi tanaman, bahaya erosi kecil.

4-cepat: seebagian besar dialirkan sebagai air permukaan dan hanya sebagian kecil yang meresap ke dalam tanah; pada daerah yang miring hingga curam dan mempunyai kapasitas infiltrasi rendah, sehingga bahaya erosi cukup besar

5-sangat cepat: hampir semua air hujan dialirkan sebagai aliran permukaan; biasanya pada daerah yang curam sampai sangat curam dengan kapasitas inflitrasi sangat rendah sehingga bahaya erosi sangat besar.

Drainase dakhil adalah aliran air masuk ke dalam tanah yang dinyatakan dalam frekuensi dan lamanya penjenuhan air. Dipengaruhi oleh : tekstur, struktur, tinggi air tanah. Dibedakan atas :

  • 0-tanpa : tanpa peresapan air kedalam tanah sehingga tanah terus-menerus jenuh air
  • 1-sangat lambat : terlalu lambat masuknya air kedalam tanah, tanah tetap jenuh selama 1-2 bulan; cirinya profil tanah penuh dengan warna bercak; permukaan air tanah tinggi; pertumbuhan tanaman terhambat
  • 2-lambat : masuknya air ke dalam tanah lambat; tanah jenuh air selama 1-2 minggu; profil tanah dengan horizon A hitam atau kelabu, bercak atau bintik pada horizon B; permukaan air tanah cukup tinggi; menghambat perkembangan akar tanaman
  • 3-sedang : tanah jenuh air hanya beberapa hari di daerah basah; profil tidak berbercak; tidak menghambat perkembangan akar tanaman
  • 4-cepat : peresepan air cepat tetapi masih ada penjenuhan beberapa jam
  • 5-sangat cepat : peresapan air kedalam tanah terlalu cepat sehingga sering tidak dapat dimanfaatkan oleh tanaman; tidak pernah jenuh air; tidak terdapat bercak

Di laboratorium penetapan peresapan air (drainase dakhil) dengan menentukan permeabilitas tanah yaitu derajad peresapan tanah pada waktu tertentu. Dibedakan atas :

- tinggi    : kecepatan > 10-1 cm/detik

- sedang  : kecepatan antara 10-1 – 10-4 cm/detik

- rendah   : kecepatan 10-4 – 10-5 cm/detik

- sangat rendah: kecepatan10-5 – 10-6 cm/detik

- impermeabel  :   kecepatan kurang dari 10-6 cm/detik

Kelas drainase umum :

  • 0-sangat buruk : ada genangan air, mencegah pertumbuhan tanaman, memerlukan drainase buatan; terlihat gleisasi
  • 1-buruk : tanah tetap basah untuk waktu lama; menghambat pertumbuhan tanaman; perlu drainase buatan
  • 2-agak buruk : air masuk ke tanah lambat; tanah mempunyai permeabilitas rendah; permukaan air tanah tinggi; masih memerlukan drainase buatan
  • 3-sedang : air masuk ke tanah masih lambat; profil tanah ada lapisan impermeabel atau permukaan air tanah tinggi
  • 4-baik : air bergerak ke bawah tetapi tidak cepat; profil bebas dari bercak atau kalau ada dibawah horizon C; pertumbuhan tanaman normal
  • 5-agak terlalu cepat : air masuk ke tanah terlalu cepat; sangat porous; produksi tanaman rendah kecuali ada irigasi
  • 6-terlalu cepat : air masuk ke tanah sangat cepat; umumnya pada tanah Lithosol; berlereng curam atau sangat porous

Kelas drainase dan status aerasi sering dapat ditentukan dari warna dan pola warna yang terdapat pada lapisan bawah.

  • Warna merah dan coklat umumnya mengindikasikan adanya unhidrated ferri oksida seperti hematit (Fe2O3). Warna merah biasanya berasal dari bahan induk atau berkembang dari senyawa besi yang mengalami oksidasi selama perkembangan tanah. Umumnya warna merah stabil apabila tanah mempunyai aerasi yang bagus, yaitu moderately-well sampai well-drained
  • Warna kuning disebabkan adanya hydrated ferri oksida misalnya geothite (Fe2O3.H2O)
  • Warna abu-abu atau netral disebabkan oleh beberapa substansi, terutama kuarsa, kaolinit dan mineral liat lainnya, kalsium dan magnesium karbonat (limestones), mineral besi tereduksi (ferro)
  • Warna tanah sangat abu-abu (grayest), chroma kurang dari 1, terjadi pada horizon tanah yang selalu jenuh air (permanently water-saturated)
  • Warna putih,abu-abu, merah.

Effendi (2004), menyatakan bahwa drainase : kelancaran air di dalam tanah. Drainase tidak lancar ditandai dengan kehadiran bercak (mottles) pada profil tanah, yang menunjukkan adanya proses reduksi oksidasi.  Sedangkan tanah hutan yang berdrainase lancar jika tidak ada bercak. Kategori = bercak sedikit. 2,5 % = tidak ada bercak, 2,5 – 5 % , dan  > 5 % banyak bercak.

  • 0     = Wilayah depresi (lembah) kadangkala direndam air.
  • 1- 5   = (bukan tanah terendam), gejala pada profil tanah

Pengukuran drainase ditentukan dengan: 1). alat, atau 2). pengamatan (meteran saja). Apabila keberadaan mottles mulai 50 cm dari permukaan, terus sampai  keseluruhan profil. 50 cm bagian atas di bawah setebal 100 cm, sekurang-kurangnya 20 cm tidak ada mottles.

Mottles tergantung :

  • 1)  jumlah, makin banyak motles maka (drainaese-asgar) makin buruk.
  • 2)  ukuran,
  • 3)  ketajaman warna,

Warna tertentu mottles berbeda dengan warna dasar (warna matriks) tanah, Mottles kuning kemerahan, bagaimana warna itu terbentuk. Berhubungan dengan reaksi reduksi-oksidasi. Pori diisi oleh air, air susah turun, tanaman/organisme mikro membutuhkan oksigen maka bereduksi. Pada saat kering, maka air menguap,sehingga pori kosong, maka terjadi oksidasi. Persentuhan reaksi redoks.

Bercak (mottles) kalau terekspos, maka mudah kontak dengan udara. Motless adalah bahan yang sangat lunak dan jika mengeras menimbulkan konkresi = sesquioksida= seskioksida (laterit,nama lain di daerah tropis).

Permeabilitas

Permeabilitas Tanah               

Permeabilitas menyatakan kemampuan media porous dalam hal ini adalah tanah untuk meloloskan zat cair (air hujan) baik secara lateral maupun vertikal. Tingkat permeabilitas tanah (cm/jam) merupakan fungsi dari berbagai sifat fisik tanah (Rohmat dan Soekarno, 2006).

Menurut Nabilussalam (2011), faktor yang mempengaruhi permeabilitas adalah sebagai berikut:

  1. Tekstur, tekstur sangat mempengaruhi permeabilitas tanah. Hal ini dikarenakan permeabilitas itu adalah melewati tekstur tanah. Misalnya tanah yang bertekstur pasir akan mudah melewatkan air dalam tanah.
  2. Struktur juga mempengaruhi permeabilitas. Semakin banyak ruang antar struktur, maka semakin cepat juga permeabilitas dalam tanah tersebut.
  3. Porositas atau ruang pori adalah rongga antar tanah yang biasanya diisi air atau udara. Pori sangat menentukan sekali dalam permeabilitas tanah, semakin besar pori dalam tanah tersebut, semakin cepat pula permeabilitas tanah tersebut.
  4. Viskositas sama juga dengan kekentalan air, semakin kental air tersebut, maka semakin sulit juga air untuk menembus tanah tersebut.
  5. Gravitasi atau gaya tarik bumi juga sangat menentukan permeabilitas tanah, karena permeabilitas adalah gaya yang masuk ke tanah menurut gaya gravitasi.

Menurut Hanafiah (2005), apabila dikaitkan dengan tekstur tanah, maka permeabilitas atau perkolasi:

  1. Lambat merupakan karakter tanah bertekstur halus atau tanah mengandung  minimal 37,5% liat atau bertekstur liat, liat berdebu atau liat berpasir,
  2. Sedang merupakan karakter tanah bertekstur sedang atau tanah berlempung, terdiri dari:
    • Tanah bertekstur sedang tetapi agak kasar meliputi tanah yang bertekstur lempung berpasir atau lempung berpasir halus,
    • Tanah bertekstur sedang meliputi yang bertekstur lempung berpasir sangat halus, lempung, lempung berdebu atau debu, dan
    • Tanah bertekstur sedang tetapi agak halus mencakup lempung liat, lempung liat berpasir atau lempung liat berdebu.
  3. Cepat merupakan karakter tanah bertekstur kasar atau tanah berpasir, yaitu tanah yang mengandung minimal 70% pasir atau pasir berlempung.

Nilai permeabilitas tanah yang ditemukan dalam praktikum mahasiswa kehutanan Universitas Tadulako 13 Desember 2015 di Desa Uwemanje Sigi Sulawesi Tengah pada tanah hutan pinus berumur 40 tahun berkisar 0,24 cm/jam (lambat, sementara itu pada tanah hutan kemiri dengan umur yang sama 49,2 cm/jam (sangat cepat).  Sementara itu, pada praktikum angkatan sebelumnya tanggal 5 Januari 2013 di hutan jati Desa Sidera Biromaru Sigi bernilai 6,81 cm/jam (agak cepat). Permeabilitas tanah di bawah tegakan jati umur 7 tahun berkisar 1,84 - 2,20 cm/jam (agak lambat-sedang) sedangkan pada umur 11 tahun  2,70 - 3,22 cm/jam (sedang) (Nursamsi, 2015).

Struktur Tanah

Struktur tanah merupakan salah satu sifat tanah yang sangat ditentukan oleh partikel penyusun tanah. Ikatan partikel tanah berwujud sebagai agregat tanah yang membentuk dirinya. Struktur tanah adalah merupakan susunan ikatan partikel-partikel tanah, pasir, debu dan lempung menjadi unit struktur yang stabil. Unit struktur ini disebut juga agregat tanah (Hasset dan Banwart, 1992 dalam Yunan, 2005). Dengan perkataan lain, struktur tanah merupakan susunan saling mengikat partikel-partikel penyusun tanah satu sama lain membentuk agregat tanah.

Struktur atau gumpalan tanah yang berasal dari partikel-partikel tanah yang saling merekat satu sama lain terjadi karena adanya perekat misalnya eksudat akar, hifa jamur, lempung, humus, dan lain-lain. Menurut Effendi (2005), struktur tanah adalah agregasi (gabungan pasir, debu dan liat) oleh partikel yang dibatasi oleh bidang-bidang, terbentuk secara alami.

Pengamatan di lapangan menunjukkan tipe (struktur) , kelas (struktur) , dan derajat struktur, yang lebih bersifat kualitatif. Pendapat lain menunjukkan perkembangan, bentuk, ukuran. Pengamatan struktur tanah di lapangan (SSS, 1975) terdiri dari:

  • Pengamatan bentuk dan susunan agregat tanah Þ tipe struktur (lempeng, tiang, gumpal, remah, granuler, butir tunggal, pejal)
  • Besarnya agregat Þ klas struktur (sangat halus, halus, sedang, kasa, sangat kasar)
  • Kuat lemahnya bentuk agregat Þ derajad struktur (tidak beragregat, lemah, sedang, kuat)

Hasil penelitian Anonim (1999) di Kota Palu menyatakan, bahwa struktur tanah horizon Bw pada sekuens granit dan basalt mempunyai bentuk (tipe struktur)  gumpal menyudut, kelas (struktur) sedang, derajat struktur lemah sampai sedang. Adanya stuktur itu sudah mengindikasikan adanya proses perkembangan tanah, walaupun belum sampai pada taraf lanjut. Adanya struktur ini mengakibatkan persyaratan struktur pada horizon Bw sudah terpenuhi.       

Pada umumnya struktur tanah yang ditemukan di kota Palu bertipe remah sampai bertipe granuler. Struktur tanah sangat mempengaruhi sifat dan keadaan tanah seperti gerakan air, lalulintas panas dan aerase.

Menurut Widayasasi (2005), struktur tanah pada penelitian ini pada lapisan atas sistem Lahan Mentalat dan Beriwit adalah granular – gumpal membulat, pada tiga sistem lahan yang lain, yaitu Teweh, Tewai Baru dan Lawanguwang adalah granular – gumpal bersudut. Sedangkan pada lapisan bawah umumnya gumpal bersudut. Beberapa penelitian menyatakan  terdapat kecenderungan (ditemukan indikasi-asgar) bahwa semakin menjauh permukaan tanah atau mendekati bahan induk, maka struktur tanah semakin berat atau tajam (Ohta, dkk, 1992; Effendi, 1996; Hartati, 1998; Muttaqin,2000). Harjowigeno (1993) menyatakan, bahwa pembentukan struktur tanah pada lapisan atas sangat dipengaruhi oleh bahan organik tanah yang lebih tinggi daripada lapisan di bawahnya. Bahan organik ini berfungsi sebagai granulator untuk membentuk struktur tanah menjadi lebih baik yaitu bentuk membulat, sehingga antar gumpalan tidak saling bersinggungan dengan rapat, akibatnya pori-pori tanah yang terbentuk banyak. Di lapisan bawah struktur tanah menjadi lebih tajam karena selain bahan organik lebih sedikit, kadar liat cenderung meningkat. Hal ini sejalan dengan pendapat Ruhiyat (2004), bahwa struktur pada tanah liat umumnya gumpal bersudut, sedangkan pada tanah kaya bahan organik adalah gumpal membulat (porositas tinggi).

Menurut Effendi (2005), stuktur yang tidak bersudut lebih bagus dibanding yang bersudut banyak liat. Jika ukuran struktur besar menjadi faktor pembatas, sedangkan jika sedang masih bagus. Struktur flat menunjukkan bercak Fe dan Al.

Stabilitas Agregat Tanah     

Menurut Uswah Hasanah (1996) dalam laporan Lembaga Penelitian Untad  tentang ”Pengaruh Bahan Organik Terhadap Stabilitas Agregat Tanah Implikasinya Terhadap Erosi Tanah”, bahwa  pembentukan agregat di dalam tanah terdiri dari dua fase. Fase pertama melibatkan polisakarida yang dihasilkan oleh mikrorganisme sedangkan fase kedua melibatkan bahan-bahan humik. Polisakarida dihasilkan bila populasi mikrorganisme tanah tinggi sehingga mampu meningkatkan stabilitas agregat tanah. Populasi mikrorganisme tanah dapat ditingkatkan melalui penambahan bahan organik tanah.

Adapun akibat dari erosi adalah terjadinya pelepasan partikel tanah dari agregat tanah. Kemudahan partikel tanah untuk terdispersi tergantung pada tekstur secara umum. Tekstur kasar adalah kurang erodibel, tanah dengan tekstur halus cukup erodibel, sedangkan tanah dengan tekstur sedang yang paling mudah tererosi. Partikel tanah yang sangat halus adalah relatif kohesif dan sulit untuk dilepaskan dari agregat tapi mudah untuk ditransportasi. Partikel tanah kasar biasanya mudah untuk dilepaskan dari agregatnya tapi sulit untuk ditransportasi. 

Struktur tanah yang stabil lebih penting untuk menekan terjadinya erosi. Hal ini dikarenakan tanah haruslah resisten terhadap dispersi dan percikan serta mampu memelihara kapasitas infiltrasi tinggi. Struktur tanah dapat dihubungan dengan kandungan humus dan kapur tanah.

Agregat tanah akan lebih stabil bila memiliki kandungan liat dan bahan organik yang tinggi, karena bahan-bahan ini memiliki ikatan koloidal kuat. Semakin besar kemiringan lereng semakin besar pula potensial aliran permukaan yang berarti erosi akan meningkat pula.

Konsistensi

Konsistensi adalah derajad kohesi dan adhesi antara partikel-partikel tanah dan ketahanan (resistensi) massa tanah terhadap perubahan bentuk oleh tekanan dan berbagai kekuatan yang mempengaruhi bentuk tanah. Konsistensi ditentukan oleh tekstur tanah dan struktur tanah.

Hardjowigeno (1993) menyatakan bahwa penyifatan konsistensi tanah harus disesuaiakan dengan kandungan air dalam tanah apakah  tanah dalam keadaan basah, lembab atau kering. Hal ini sejalan dengan pendapat Notohadiprawiro (2000), bahwa konsistensi dipengaruhi oleh kadar air tanah, bahan-bahan penyemen agregat tanah, bentuk dan ukuran agregat, serta tingkat agregasi. Konsistensi berkaitan erat dengan struktur dan faktor-faktor yang menentukan struktur tanah, seperti tekstur, macam lempung, dan kadar bahan organik juga ikut menentukan konsistensi tanah. Namun demikian, tanah yang bersturktur sama dapat berbeda konsistensinya akibat terjadinya perbedaan macam lempung.

Cara penentuan (1) lapangan : memijit tanah dalam kondisi kering, lembab dan basah (2) laboratorium : Angka-angka Atterberg

1. Penentuan di lapangan :

  1. Kondisi kering : kekerasan (lepas, lunak, keras)
  2. Kondisi lembab keteguhan (lepas, gembur, teguh)
  3. Kondisi basah : kelekatan dan plastisitas

2. Penentuan di laboratorium : menentukan Batas Cair (BC), Batas Lekat (BL), Batas Gulung (BG) dan Batas Berubah Warna (BBW)

  1. Batas cair adalah kadar air yang dapat ditahan oleh tanah
  2. Batas lekat adalah kadar air dimana tanah tidak melekat ke logam
  3. Batas berubah warna adalah batas air dimana air sudah tidak dapat diserap oleh akar tanaman karena terikat kuat oleh tanah
  4. Jangka olah: kadar air dimana tanah mudah diolah (BL-BG)
  5. Derajad keteguhan (DT) : BC-BG
  6. Surplus positif : Bl > BC artinya tanah mudah merembeskan air;
  7. Surplus negatif : BL < BC : tanah sukar merembeskan air

Berdasarkan pengamatan kondisi tanah pada saat kering menunjukkan bahwa tanah di Kota Palu secara umum tidak memiliki kohesi. Hal ini sejalan dengan hasil analisis tekstur di laboratorium menunjukkan tekstur berpasir. Menurut penelitian di PT ITCI Kaltim oleh  Widyasasi (2005), konsistensi tanah dari seluruh profil yang diteliti, dijumpai bervariasi dari setiap lapisan tanah yang ada. Lapisan atas umumnya gembur dan lapisan bawah umumnya teguh dan sangat teguh, hanya pada Sistem Lahan Teweh pada lapisan bawahnya dijumpai konsistensi ekstrim teguh. Menurut Buckman dan Brady (1982), konsistensi tanah adalah keadaan fisik tanah dengan kandungan air yang berbeda-beda seperti diperlihatkan oleh reaksi tanah atau tekanan-tekanan mekanik. Konsistensi tanah dipandang sebagai kombinasi sifat yang dipengaruhi oleh kekuatan mengikat antara butir-butir tanah.

Menurut Yunan (2005), kaitan konsistensi dan tekstur tanah bahwa pada analisis tekstur masih dirajai oleh fraksi debu sedangkan kandungan liat rendah jadi hubungan antara kedua sifat ini menunjukkan bahwa sifat yang lekat lebih mendominasi, sedangkan sifat liat hanya terjadi pada lapisan tertentu saja. Jika fraksi liat mendominasi maka menunjukkan konsistensi yang lekat dan liat dalam keadaan basah sedangkan dalam keadaan kering bersifat agak keras sampai keras.

Warna Tanah

  1. secara langsung mempengaruhi penyerapan sinar matahari dan salah satu faktor penentu suhu tanah
  2. secara tidak langsung berhubungan dengan sifat-sifat tanah, misal informasi subsoil drainase, kandungan bahan organik surface horizon, pembeda antar horizon
  3. diukur dengan menggunakan standar warna (Soil Munsell Color Chart)
  4. Keterangan Soil Munsell Color Chart :

“ The Munsell notation identifies color by use of three variables : Hue, Value, and Chroma.

Hue is the dominant spectral color, that is, whether the hue is a pure color such as yellow, red, green or a mixture of pure color, such as yellow-red. Mixtures are identified numerically according to the amount of yellow or red used to produce the mixture. 5YR is an equal of red and yellow. As the number increases, the amount of the first color (yellow) increases and the second color (red) decreases.

Value and Chroma are terms that refer to how the hue is modified by the addition of gray.

Value is the degree of lightness or brightness of the hue reflected in the property of the gray color that is being added to the hue. A particular value (gray) is made by mixing a pure white pigment (10) with a pure black pigment (0). If equal amounts of white and black pigments are mixed, the value is equal to 5.

Chroma is the amount of gray of a particular value that is mixed with the pure hue to obtain the actual soil color. A chroma of 1 would be made by adding 1 unit of pure hue to a certain amount of gray; a chroma of 5 would contain 5 units of pure hue to the amount of gray. The lower the chroma, the closer the color is to the pure gray of that value. “

  1. Interpretasi : Warna tanah disebabkan oleh adanya bahan organik, dan atau status oksidasi senyawa besi dalam tanah.
  2. tanah yang dibentuk oleh bahan induk basalt sering berwarna sangat gelap jika tanah tersebut mengandung sedikit atau tidak ada bahan organik
  3. Status oksidasi besi terutama di lapisan bawah : tanah yang aerasi dan drainase bagus, senyawa besi berada dalam bentuk oksi