Menentukan Tingkat Derajat KeasamanTanah (pH Meter) dan Tekanan Kelembaban Tanah (Tensiometer)

LAPORAN PRAKTIKUM

FISIKA DAN MEKANIKA TANAH

Menentukan Tingkat Derajat KeasamanTanah (pH Meter) dan

Tekanan Kelembaban Tanah (Tensiometer)

Disusun oleh :

Kelompok 3 B1

Heidy Ahadianti         240110090078

Daniel Olovan             240110090084

Saeful Uyun                240110090089

Falah Azizi                  240110090095

Gina Yunitasari           240110090109

Asisten Dosen :

Mauludin Azis

Edo Ramadhan

Muhammad Rifqi

Wony Andika B

Wica Elvina

LABORATORIUM FISIKA MEKANIKA TANAH

JURUSAN TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

UNIVERSITAS PADJADJARAN

2011

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Tanah merupakan salah satu sumber daya alam yang sangat bermanfaat bagi manusia. Tanah sebagai media tumbuhnya tanaman dan tempat sebagian besar kegiatan hidup manusia. Misalnya bertani, mendirikan rumah, dan membangun kawasan industri. Pada dasarnya jenis – jenis tanah di Indonesia memiliki keanakaragaman sifat fisik maupun sifat kimia. Sifat fisik itu sendiri adalah sifat yang bertanggung jawab atas peredaran udara, bahan, air dan zat terlarut melalui tanah.

Pada umumnya tanah yang sudah berkembang lanjut didaerah iklim humid mempunyai pH yang rendah. Makin lanjut usianya, makin rendah pHnya kecuali ada faktor lain yang mencegahnya. Tetapi untuk daerah yang kering makin lanjut usia tanahnya, makin tinggi pH tersebut. Hal itu disebabkan karena penguapan  yang tinggi menyebabkan tertimbunnya unsur-unsur basah dipermukaan tanah. Untuk menggambarkan banyaknya air pada tanah pada berbagai tegangan dapat dinyatakan dengan nilai pF. Salah satu alat yang digunakan untuk mengukur nilai pF tanah adalah tensiometer. Oleh karena itulah pengukuran nilai pF dengan tensiometer ini dilakukan.

1.2 Tujuan

Adapun tujuan dilakukannya pada praktikum kali ini adalah :

1. Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi terhadap derajat keasaman tanah dan pengaruh pH terhadap kesuburan tanah.
2. Dapat menentukan jenis tanah yang cocok untuk pertanian, berdasarkan nilai pH tanah.
3. Untuk mengetahui besarnya tekanan pada tanah yang dapat diukur dengan alat tensiometer tersebut.
4. Untuk mengetahui keadaan air tanah.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

 

2.1 Derajat Keasaman Tanah (pH meter)

Reaksi tanah menunjukkan sifat keasaman dan kebasaan tanah yang dinyatakan dengan nilai pH. (Menurut Kartasapoetra dan Sutedjo, 1985) pH tanah adalah suatu ukuran aktivitas ion hydrogen dalam larutan air tanah dan dipakai sebagai ukuran keasaman tanah. Sebetulnya keasaman dan kebasaan tanah merupakan pencerminan kadar, baik ion H⁺ maupun ion OH^–.

Kadar ion H⁺ biasanya dinyatakan dalam besaran pH, yaitu log negative H⁺, yang kadar H⁺ dinyatakan dalam satuan g per liter. Didalam tanah selain ion H⁺ ditemukan pula ion OH^–, yang jumlahnya berbanding terbalik dengan banyaknya H^+. Pada tanah – tanah yang asam, jumlah ion H⁺ lebih tinggi dari pada jumlah ion OH^-.  Sedangkan pada tanah alkalis, kandungan OH^– lebih banyak dibandingkan ion H^+.  Bila kandungan OH^– sama dengan H⁺ maka tanah bereaksi netral, yaitu mempunyai pH = 7.

(Menurut Hardjowigeno, 1995) hubungan konsentrasi ion H⁺ dan ion OH^– dapat dilihat dari grafik dibawah ini :

 

 

            Nilai pH berkisar dari 0 – 14. Dengan pH 7 disebut netral sedang pH kurang dari 7 disebut asam, dan pH lebih dari 7 disebut alkalis. Besaran nilai pH tersebut didasarkan atas besarnya konstanta disosiasi air murni, yaitu:

HOH                  H⁺ + OH^–

H⁺ + OH^– = 1.10^-14 = konstan

Penentuan nilai pH dapat dikerjakan secara elektrometrik dan kalorimetrik. Baik dilaboratorium maupun dilapangan. Elektrometrik reaksi tanah ditentukan antara lain dengan pH meter, sedangkan kalorimetrik dapat dikerjakan dengan kertas pH dan larutan pH universal. Biasanya nilai pH yang lebih besar dari 7 menunjukkan adanya karbonat – karbonat Ca atau Mg yang bebas, tanah yang mempunyai lebih tinggi dari 8,5 hampir selalu mengundang sejumlah Na yang dapat ditukarkan.

(Menurut Notohadiprawiro, 1985) tanah dapat dipilahkan berdasarkan reaksi tanah atau pH sebagai berikut:

Reaksi Tanah	pH
Luar biasa asam	<4
Sangat Asam	4,0 – 5,0
Asam	5,0 – 6,0
Agak Asam	6,0 – 7,0
Agak basa	7,0 – 8,0
Basa	8,0 – 9,0
Sangat basa	9,0 – 10
Luar biasa Asam	> 10

Walaupun demikian pH tanah umumnya berkisar dari 3,0 – 9,0. Di Indonesia umumnya tanah bereaksi asam dengan pH 6,0 – 6,5 sering dikatakan cukup netral, meskipun masih agak asam. Tanah permukaan dikawasan kering dicirikan oleh pH 7,0 sampai 9,0. Disini sebagian basa ada yang membentuk garam yang mengendap berupa CaCO₃, Na₂CO₃ dan NaCl. Garam – garam ini menjadi cadangan kation basa yang dapat mempertahankan kejenuhan basa tinggi pada kompleks jerapan.

Keasaman atau kebasaan tanah bersumber dari sejumlah senyawa. Air adalah sumber kecil ion H karena disosiasi molekul H₂O lemah. Sumber – sumber besar adalah asam – asam organic dan anorganik. Proses yang menghasilkan ion H⁺ adalah respirasi akar dan jasad penghuni tanah, perombakan bahan organic, pelarutan CO₂ udara dalam lengas tanah, hidrolisis Al, nitrifikasi, oksidasi N₂, oksidasi S, dan pelarutan, serta penguraian pupuk kimia. Sedangkan sumber – sumber kebasaan adalah  garam – garam basa, amonifikasi, dan hasil batuan basa, ultrabasa.

(Menurut Hardjawigeno, 1995) pentingnya mengetahui pH adalah :

1. Menentukan mudah tidaknya unsure-unsur hara diserap tanaman.

Pada umumnya unsure hara mudah diserap tanaman pada pH sekitar 7 atau pH netral. Karena pada pH tersebut kebanyakan unsure hara mudah larut dalam air. Pada tanah masam unsure P tidak dapat diserap tanaman karena diikat atau difiksasi oleh unsure Al. Sedangkan pada tanah alkalis unsure P juga tidak dapat diserap tanaman karena difiksasi oleh Ca.

1. Menunjukkan kemungkinan adanya unsur-unsur beracun.
   1. Pada reaksi tanah asam, unsur-unsur juga menjadi mudah larut, sehingga ditemukan unsure mikro dalam jumlah yang banyak. Sedangkan kebutuhan tanaman akan unsure mikro sangatlah sedikit.
   2. Pada tanah-tanah rawa, pH yang terlalu rendah (sangat asam) menunjukkan kandungan sulfat yang tinggi, yang juga merupakan racun bagi tanaman.
   3. Tanah yang terlalu basa juga sering mengandung banyak garam-garam yang terlalau tinggi, yang juga dapat menjadi racun bagi tanaman.
   4. Mempengaruhi perkembangan mikroorganisme

Bakteri berkembang baik pada pH 5,5 atau lebih, sedangkan pada pH kurang dari 5,5 perkembangannya sangat terhambat.

Untuk mengubah pH tanah dapat dilakukan dengan cara :

1. Tanah yang terlalu asam dapat dinaikkan pHnya dengan menambah unsure kapur didalamnya.
2. Tanah yang terlalu basa dapat diturunkan pHnya dengan menambahkan unsure belerang kedalamnya.

2.2 Tekanan Kelembaban Tanah (tensiometer)

Tensiometer adalah adalah alat untuk menentukan berapa besar tekanan atau gaya yang dibutuhkan untuk menarik air. Adapun prinsip kerja dari alat ini yaitu perbedaan potensial dari tinggi ke rendah. Air dalam tanah berasal sebelumnya dari udara / atmosfir. Terutama di daerah  tropis air hujan merupakan sumber terbanyak yang jatuh dipermukaan bumi. Sebagian dari air itu dapat merembes ke dalam tanah yaitu yang disebut air infiltrasi. Sedangkan sisanya mengalir  di permukaan tanah sebagai aliran air permukaan (runoff). Agar dapat melepaskan air dari ikatan tanah maka di perlukan suatu kekuatan, tenaga atau energi yang harus dimiliki oleh akar tanaman agar akar tersebut mampu menarik air. Sebagai contoh untuk melepaskan air dari tanah harus dipanaskan sampai menguap biasanya mencapai temperature 105^o C, atau dengan mengadakan tekanan atau isapan sehingga air bisa terlepas dari partikel tanah.Ada beberapa cara atau ukuran  untuk menyatakan besarnya kekuatan atau tenaga atau energi ini, yaitu :

1. Atmosfir atau bar. karena 1 atm = 760 mmHg sedangkan 1 bar = 750 mmHg maka 1 atm = 1,013 bar
2. Tinggi kolom air dalam cm tabung air.

1 atm = 1033,6 cm air = 1,0336 kg/cm²

1. pF (potential free energy) adalah nilai log₁₀ dari tinggi kolom air (cm) yang merupakan tegangan air umpamanya tegangan 1 atmosfir = 1033,6 cm, jadi pF = log 1033,6 = log 10³, pF = 3

Jadi jelaslah harga pF ini adalah logaritma dari tinggi pipa air dalam cm yang dapat ditahan oleh tanah. Nilai pF ini berkisar antara 0-7, yaitu nilai 0 pada tanah yang jenuh dengan air, sedangkan nilai 7 pada tanah dalam keadaan kering mutlak (dipanaskan 105^o C). Nilai-nilai pF yang penting bagi pertumbuhan tanaman adalah berkisar dari 2-4. Pada pF 2 keadaan air terlalu basah, keadaan udara mulai terbatas dan air mulai turun merembes. Keadaan pF 2,54 adalah keadaan air pada kapasitas lapang sedang pada pF 4,2 atau 15 atm keadaan kritis, akar mulai tidak dapat mengisap air dan mulai layu secara permanen (titik layu permanen). Air yang tersedia bagi tanaman adalah pada keadaan diantara  pF 2,54 – 4,2.

Untuk contoh tanah tertentu dapat dibuat suatu kurva pF yang dapat menggambarkan banyaknya air pada tanah pada berbagai tegangan (nilai pF). Bentuk kurva pF ini jelas sekali dipengaruhi oleh tekstur tanah, yaitu makin tinggi kandungan liat maka makin tinggi pula kandungan airnya pada setiap pF. Sebaliknya makin tinggi kandungan pasirnya maka makin rendah kandungan airnya pada setiap nilai pF.Menurut Sarief,1986 hubungan antara atmosfir atau bar, tinggi pipa air (cm), dan pF yang menunjukkan tenaga (energi) dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Atm / bar	Tinggi pipa air (cm)	Nilai pF
1/1000 1/100 1/10 1/3 1 10 15 31 100 1000 10000	1 10 100 346 1000 10000 15849 31623 100000 1000000 10000000	0 1 2 2,54 3 4 4,2 4,4 5 6 7

BAB III

METODOLOGI PRAKTIKUM

 

3.1    Waktu dan Tempat

Hari / Tanggal         :     Kamis, 26 Mei 2011

Waktu                     :     13.00 – 17.45 WIB

Tempat                    :     Halaman gedung dekanat FTIP

3.2  Alat dan Bahan

Alat :

• pH meter
• Tensiometer
• Cangkul
• Stopwatch

Bahan :

• Tanah
• Air

3.3  Prosedur Praktikum

       A.   Derajat keasaman dengan pH meter :

1. Menentukan lima buah titik pengukuran.
   1. Menggali tanah pada disetiap titik pengukuran.
   2. Menancapkan pH meter pada setiap titik yang telah digali.
   3. Mengusahakan agar pH meter tetap tertancap ditanah selama 5-10 menit.
   4. Mencatat data terlihat pada pH meter.
   5. Melakukan pelaksanaan praktikum pada point 2 sampai 5 pada titik-titik pengukuran selanjutnya.

B.           Pengukuran pF dengan tensiometer :

1. Bersihkan tanah dari rumput dan serasah lalu buat lubang pada tanah dengan kedalaman 10-15 cm
2. Isi tabung tensiometer dengan air hingga penuh dan jangan ada udara yang tertinggal dalam tabung tersebut.
3. Tancapkan tensiometer pada lubang yang telah dibuat kemudian menutupnya dengan tanah sekitar 15 cm. sebelum ditancapkan gips tensiometer harus bersih terlebih dahulu, jika kotor rendam dengan air panas agar pori-porinya terbuka kembali.
4. Jarum tensiometer diperhatikan dan catat setiap selang waktu 45 menit sebanyak 5 kali pencatatan. Amati apabila jarum tensiometer sudah stabil atau tidak ada perubahan maka tingkat tekanan dalam tanah sudah optimum.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

 

4.1 Hasil

Pengukuran pH meter dilakukan sebanyak lima kali pada sampel tanah yang berbeda-beda. Sedangkan pengukuran pF (tensiometer) dilakukan lima kali pencatatan dengan selang waktu 45 menit.

1. A.      Derajat Keasaman dengan pH meter

Table hasil pengamatan :

Titik Pengamatan	Lama Waktu (menit)	pH
1	5	4.75
2	5	6.8
3	5	4.6
4	5	6.6
5	5	7.3

pH = (pH1 + pH2 + pH3 + pH4 + pH5) / 5

= (4.75 + 6.8 + 4.6 + 6.6 + 7.3) / 5

= 6.01

1. B.       Pengukuran pF dengan Tensiometer

Table hasil pengamatan :

Waktu Pengamatan	Lama Waktu (menit)	pF pengamatan	pF
14.00	0	0	–
14.45	45	4.5	0.65
15.30	90	7.0	0.85
16.30	135	8.0	0.90
17.00	180	8.5	0.93
17.45	225	9.5	0.98

pF  = log (pF pengamatan )

pF₁ = log 0    =   –

pF₂ = log 4.5 = 0.65

pF₃ = log 7.0 = 0.85

pF₄ = log 8.0 = 0.90

pF₅ = log 8.5 = 0.93

pF₆ = log 9.5 = 0.98

Grafik Hubungan antara pF dengan Lama Waktu (menit)

4.2 Pembahasan

Pada praktikum kali ini kita menentukan tingkat derajat keasaman tanah (pH meter) dan tekanan kelembaban tanah (tensiometer) :

1. Derajat keasaman dengan pH meter

Pengukuran pH meter ini dilakukan sebanyak 5 kali dari sampel tanah yang berbeda-beda. Untuk  mendapatkan nilai pH maka cara yang dilakukan adalah dengan cara menggali tanah kemudian menancapkan pH meter lalu diamkan selama 5 menit, setelah itu lihat berapa nilai pH tersebut. Dari hasil mengamatan yang diperoleh setelah melakukan pengukuran 5 kali maka didapat nilai pH yang pertama 4.75, pH yang kedua 6.8, pH yang ketiga 4.6, pH yang keempat 6.6, pH yang kelima 7.3. Karena harga pH tanah itu sekitar 4,0 – 10,0. Menurut Kartasapoetra dan Sutedjo maka pada pH yang pertama termasuk golongan asam sekali karena berada diantara 4,6 – 5,0, pH yang kedua termasuk golongan netral karena berada diantara 6,6 – 7,5 , pH yang ketiga termasuk golongan asam sekali karena berada diantara 4,6 – 5,0 , pH yang keempat termasuk golongan netral karena berada diantara 6,6 – 7,5 dan yang pH yang terakhir pun sama termasuk golongan netral karena diantara 6,6 – 7,5. Tanah yang terlalu asam dapat dinaikkan pHnya dengan menambah unsure kapur didalamnya sedangkan Tanah yang terlalu basa dapat diturunkan pHnya dengan menambahkan unsure belerang kedalamnya.

Dapat kita lihat dari 5 sampel tanah tersebut, menunjukan bahwa setiap tanah memiliki pH yang berbeda-beda. pH tanah juga mempunyai pengaruh langsung ataupun tidak langsung terhadap tanaman. Pada reaksi tanah yang netral, yaitu pH 6,6 – 7,5 maka unsur hara tersedia dalam jumlah yang banyak. Sedangkan tanaman dapat tumbuh dengan baik antara pH 5,0 – 8,0. Dari kelima sampel tersebut didapat rata-rata pH yaitu 6.01 artinya tanah jenis ini masih terdapat unsur-unsur yang diperlukan dan mudah diserap bagi tanaman. Hal ini terjadi karena pada pH tersebut merupakan pH yang tanah yang mendekati nilai normal Dimana, pada pH netral banyak unsur hara mudah larut dalam air.

1. Pengukuran pF dengan tensiometer

Sedangkan pengukuran pF (tensiometer) dilakukan lima kali pencatatan dengan selang waktu 45 menit, seharusnya waktu yang dibutuhkan itu adalah 24 jam sehingga kita tidak bisa atau belum bisa mengambil suatu kesimpulan bahwa tanah tersebut tanah basah atau kering. Dapat dilihat pada tabel menit ke 45 pF pengamatan = 4.5, menit ke 90 pF pengamatan = 7.0, menit ke 135 pF pengamatan = 8.0, menit ke 180 pF pengamatan = 8.5, menit ke 225 pF pengamatan = 9.5.

Dari data tersebut lalu dibuatlah grafik hubungan antara pF dan lama waktu (menit) digunakan grafik linear dan didapatlah persamaan :

y = 0.003x + 0.304

R² = 0.699

Bila tanah dalam keadaan kering, air yang berada dalam pipa kolom air akan terhisap keluar melalui bagian porus. Akibatnya akan terjadi penurunan air pada pipa kolom air, dan ruang hampa udara dengan tekanan lebih rendah dari tekanan udara luar ( < 1 atm). Hal ini dapat dibaca pada skala manometer yang menunjukkan besarnya daya isap tanah (mmHg). Sebaliknya bila tanah menjadi lembab kembali, daya isap tanah berkurang sehingga air tanah bahkan akan terhisap kembali ke dalam pipa kolo air melalui bagian porus, sampai tercapai keseimbangan tekanan udara luar dan tekanan udara di dalam pipa kolom air.

Nilai pF ini berkisar antara 0-7, maksud dari kisaran nilai tersebut yaitu nilai 0 pada tanah yang jenuh dengan air, sedangkan nilai 7 pada tanah dalam keadaan kering mutlak (dipanaskan 105^o C).         Nilai-nilai pF yang penting bagi pertumbuhan tanaman adalah berkisar dari 2-4. Pada pF 2 keadaan air terlalu basah, keadaan udara mulai terbatas dan air mulai turun merembes. Keadaan pF 2,54 adalah keadaan air pada kapasitas lapang sedang pada pF 4,2 atau 15 atm keadaan kritis, akar mulai tidak dapat mengisap air dan mulai layu secara permanen (titik layu permanen). Air yang tersedia bagi tanaman adalah pada keadaan diantara  pF 2,54 – 4,2.

BAB V

PENUTUP

 

5.1 Kesimpulan

Dari praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan, bahwa :

1. Setiap tanah memiliki pH yang berbeda-beda.
2. pH tanah mempunyai pengaruh langsung ataupun tidak langsung terhadap tanaman.
3. dari praktikum ini didapat nilai rata-rata pH yaitu 6.01 dimana tanah jenis ini masih terdapat unsur-unsur yang diperlukan dan mudah diserap bagi tanaman.
4. Berdasarkan nilai pH tanah, tanaman dapat tumbuh dengan baik antara pH 5,0 – 8,0
5. Nilai pF dipengaruhi oleh tekstur tanah dan struktur tanah.
6. Bila tanah dalam keadaan kering, air yang berada dalam pipa kolom air akan terhisap keluar melalui bagian porus begitupun sebaliknya bila tanah menjadi lembab kembali, daya isap tanah berkurang sehingga air tanah bahkan akan terhisap kembali ke dalam pipa kolo air melalui bagian porus
7. Nilai-nilai pF yang penting bagi pertumbuhan tanaman adalah berkisar dari 2-4.

5.2 Saran

Adapun saran untuk praktkum selanjutnya :

1. Hendaknya memilih sample tanah yang tidak ada serasah dan berbatu agar mudah dalam melakukan percobaan.
2. Jumlah alat yang digunakan harus memadai agar paraktikum dapat berjalan lebih efisien.
3. Alat –alat yang akan dipakai hendaknya diperiksa dahulu sebelum digunakan dan harus dalam keadaan bersih.
4. Pembacaan juga harus teliti karena agar nilai yang didapat sesuai.

DAFTAR PUSTAKA

 

Modul Praktikum Fisika Mekanika Tanah, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Padjadjaran.

Moetangad K., Ade. 2006. Fisika – Mekanika Tanah ; Keteknikan dan Teknologi   Pertanian. FTIP. Unpad.

Sumberdaya Lahan Pertanian, Bogor. Hariwidjaja, O. 1980. Pengantar Fisika Tanah. Departemen Ilmu Tanah Institut Pertanian Bogor.