I. PENDAHULUAN


Mengapa Dasar ILmu Tanah perlu dipelajari (untuk Pertanian)
Tanah adalah media tumbuh tanaman, dan tempat hidup jasad hidup tanah, baik makro maupun mikro
Tanaman tumbuh karena ada interaksi antara tanah dan tanaman
Akar tanaman menyerap hara dan air dari dalam tanah
 Tanaman akan tumbuh dengan baik apabila tanah mempunyai sifat fisik, kimia, dan biologi yang sesuai dengan kebutuhan tanaman.

Ruang lingkup yang dipelajari (untuk Pertanian)
Pedologi  ilmu yang mempelajari tanah secara utuh sebagai tubuh alam
Edaphologi  ilmu yang mempelajari hubungan tanah, air dan tanaman
Sifat Kimia, Fisika, dan Biologi tanah

1.1. DEFINISI TANAH
Tanah adalah akumulasi tubuh alam bebas, berdimensi tiga, menduduki sebagian (besar) permukaan bumi, yang mampu menumbuhkan tanaman, dan memiliki sifat sebagai akibat pengaruh iklim dan jasad hidup yang bertindak terhadap bahan induk pada kondisi topografi/relief tertentu dan selama waktu tertentu (Donahue, 1970).
Jadi Tanah merupakan fungsi dari iklim, jasad hidup, bahan induk, topografi, dan waktu:

T = f {iklim ,jasad hidup, bahan induk, topografi, waktu



Gambar. 1. 1. Komposisi Utama Tanah Bertekstur Lempung berdebu
1. 2. SEJARAH PERKEMBANGAN ILMU TANAH
1. Permulaan abad 17.
Percobaan yang dilakukan oleh van Helmont (1577-1644) merupakan era baru dalam penelitian bidang pertanian.
Pada awal percobaan:
 Tanaman seberat 2,3 kg ditanam dalam pot berisi 90,8 kg tanah dan tanaman hanya disiram air hujan selama 5 tahun

Pada akhir percobaan:
 Tanaman tumbuh hingga seberat 76,8 kg, dan tanah dalam pot berkurang 57 g.

Kesimpulan: air merupakan azas tumbuh dari tanaman
Alasan bahwa percobaan tersebut tidak benar adalah:
1. 57 g tanah yang hilang ternyata tersusun dari mineral-mineral, misalnya: kalsium, kalium, fosfor yang diabsorbsi oleh tanaman. (Jika tanaman tersebut dibakar, maka akan diperoleh kembali 57 g mineral tanah dalam bentuk abu tanaman tersebut).

2. Tanaman tersebut terutama terdiri dari karbon yang berasal dari karbon dioksida dan oksigen dari atmosfer, bukannya berasal dari air.

2. Pada tahun 1731.
Jethro Tull dari Oxford, menyimpulkan mengolah tanah merupakan salah satu dari pekerjaan utama dalam bercocok tanam karena tanaman mudah menyerap makanan.

3. Pada tahun 1757.
Francis Home, menyatakan bahwa magnesium sulfat, natrium dan kalium nitrat, kalsium sulfat dan olive oil merupakan bahan-bahan yang meningkatkan pertumbuhan tanaman.

4. Pada tahun 1840.
Justus von Liebig, ahli kimia dari Jerman, melaporkan bahwa:
 Karbon hara tanaman berasal dari karbon yang terdapat dalam udara dan air.
 Nitrogen berasal dari amoniak.
 Fosfor dibutuhkan untuk produksi biji dan kalium untuk perkembangan tanaman rumput-rumputan dan sereal.

Dengan menganalisis abu tanaman, dapat diformulasi pupuk yang akan dipergunakan untuk mensuplai semua unsur esensial untuk tanaman berikutnya.
(dalam hal ini Justus von Liebig gagal).

Hukum minimum (Law of the minimum):
 Pertumbuhan tanaman dibatasi oleh unsur esensial yang berada dalam jumlah yang relatif paling sedikit


5. Pada tahun 1870.
Pasteur di Perancis, mengemukakan bahwa nitrifikasi (konversi ammonium menjadi nitrat) adalah merupakan suatu proses yang dilakukan oleh bakteri.

6. Pada tahun 1890.
S. Winogradsky, berhasil mengisolasi bakteri nitrifikasi.

7. Pada periode yang sama.
H. Hellriegel dan H. Wilfarth, membuktikan bahwa bakteri pada nodula legum mengasimilasi gas nitrogen dan sebagian nitrogen tersebut kemudian dapat tersedia bagi tanaman.

8. Semenjak 1940.
Pengetahuan tentang tanaman telah tumbuh luar biasa.
Hal ini sangat menguntungkan sebab:
 ada urgensinya dengan kebutuhan bercocok tanam untuk menghasilkan makanan dan serat untuk kebutuhan manusia.

9. Pada tahun 1825 – 1840.
Edmund Ruffin, ahli pertanian dari Virginia, adalah yang pertama kali menggunakan kapur untuk memperbaiki produktivitas yang rendah dari suatu tanah yang disebabkan oleh kemasaman tanahnya.

10. Pada tahun 1843.
J. B. Lawes dan J.H Gilbert di Rothamsted, Inggris, adalah pembaharu penyelididkan pertanian secara ilmiah, yang membuat Pusat Percobaan pertama kali di dunia.
Dari hasil percobaannya pada 1855, disimpulkan bahwa:
 Tanaman membutuhkan garam kalium dan fosfor
 Tanaman membutukan sumber nitrogen dalam tanah
 Penambahan pupuk buatan dapat menjaga kesuburan tanah

11. Pada akhir abad 19.
Dimulai pengkajian tanah dengan tanpa mempertimbangkan peranannya sebagai media untuk pertumbuhan tanaman.

12. Pada tahun 1886.
V. V. Dokuchaiev, mengklasifikasikan tanah ke dalam:
 Normal (upland)
 Transisional (padang rumput, calcareous, alkali)
 Abnormal (organik, alluvial, aeolin)

13. Pada tahun 1912.
Coffey mengklasifikasikan tanah ke dalam 5 kategori, yaitu:
1. Arid soil
2. Dark – colored prairie soils
3. Light – colored timbered soils
4. Black swamp soils
5. Organic soils

1. 3. FAKTOR PERTUMBUHAN TANAMAN
Tanah dapat dipandang sebagai campuran partikel organic dan mineral dengan berbagai ukuran dan komposisi.
Ruang Pori, berfungsi:
1. sebagai saluran untuk pergerakan udara dan air
2. lalu lintas binatang tanah
3. sebagai jalan untuk perluasan dan pertumbuhan akar
Akar tanaman dengan cara mengkait/menjangkar tanah menyangga bagian atas tanaman serta akar tanaman mengabsorbsi air dan hara.
Lingkungan tanah perakaran harus bebas dari faktor penghambat.
Tiga hal esensiil dimana tanaman mengabsorbsi dari dalam tanah dan menggunakannya:
1. air dievaporasikan dari daun
2. hara untuk nutrisi
3. udara untuk respirasi akar.

II. PROSES PEMBENTUKAN TANAH


2. 1. Faktor pembentuk tanah:
Tanah = f {Iklim, Jasad hidup, Bahan induk, Topografi, Waktu}
1. Iklim
2. Jasad hidup
3. Bahan induk
4. Topografi/relief
5. Waktu

Proses Pelapukan batuan induk menjadi bahan induk dibedakan dalam dua kategori.
1. Pelapukan fisika  disintegrasi
2. Pelapukan kimia dan transformasi  dekomposisi

2. 2. Proses pelapukan fisika meliputi:

1. Pembekuan dan pencairan
Gaya yang dihasilkan oleh air saat membeku cukup kuat untuk memisahkan/memecahkan mineral/batu. Tekanannya dapat mencapai 146 kg/cm2.

2. Pemanasan dan pendinginan
Perbedaan temperatur dapat menimbulkan ekspansi dan kontraksi diferensial, yang mampu memecahkan mineral. Perubahan temperatur juga menyebabkan pengelupasan keseluruhan permukaan mineral/batuan.

3. Pembasahan dan pengeringan
Pembasahan dan pengeringan menyebabkan pengembangan dan pengkerutan, serta abrasi diantara partikel dalam tanah sehingga membuat partikel lebih halus.
4. Tindakan penggosokan (saling berbenturan)
Gesekan (gosokan) batuan atau partikel tanah yang bergerak apakah karena air, angin, atau gravitasi menyebabkan desintegrasi yang efektif.

5. Tindakan organisme (tanaman, binatang, dan manusia)
Gerakan akar cukup mampu untuk memecahkan batuan. Pengerongan/ pelubangan yang terus menerus oleh binatang juga menambah aksi disintegrasi fisik tanah. Sedangkan tindakan manusia mempercepat proses pelapukan fisik dengan pembajakan dan penanaman.

Pelapukan Kimia dan Transformasi (dekomposisi)
Perubahan Kelarutan Perubahan Struktur
1. Pelarutan:
NaCl + H2O  Na+ + Cl- + H2O

2. Hidrolisis:
KAlSi3O8 + H2O  HAlSi3O8 + KOH

3. Karbonatasi:
CO2 + H2O  H+ + HCO3-
CaCO3 + H+ + HCO3-  Ca(HCO3)2
1. Hidrasi:
2Fe2O3 + 3 H2O  2Fe2O3۰3 H2O hematite limonit

2. Oksidasi: (proses pemberian e-)
oksidasi
4FeO + O2 2Fe2O3
reduksi

3. Reduksi:(proses penerimaan e-)




Pelapukan Fisika (Disintegrasi)
Merupakan proses mekanik, dimana batuan-batuan masif pecah menjadi fragmen berukuran kecil  namun tanpa perubahan kimia.
Faktor yang sangat dominan berpengaruh adalah suhu dan air.
Contoh:
Air  masuk ke dalam celah batuan  membeku  volumenya bertambah besar  memberikan tekanan  batuan pecah  proses hydrothermal.
Batuan terdiri dari berbagai mineral dengan sifat berbeda. Jika suhu berubah dengan tiba-tiba, mineral dalam batuan berkontraksi dan berekspansi  batuan pecah.
Gerakan akar tumbuhan mempunyai tekanan yang cukup memecahkan batuan.


2. 3. Pelapukan Kimia (Dekomposisi)
Merupakan proses kimiawi dan menyebabkan terjadinya perubahan kimiawi mineral/batuan (dekomposisi).
Terdiri dari proses-proses:
1. Yang menyebabkan perubahan kelarutan

a. Pelarutan
NaCl + H2O  Na+ + Cl- + H2O
Garam Air (Ion-ion terlarut dalam air)
terlarut

b. Hidrolisis
(yang terpenting dalam pelapukan kimia) tergantung pada disosiasi partial air menjadi H+ dan OH-, dibantu oleh CO2- dan asam-asam organik.
KAlSi3O8 + H2O  HAlSi3O8 + KOH
Ortoklas asam silikat
lempung

proses ini dianggap sebagai awal terbentuknya lempung.

c. Karbonatasi (persenyawaan dengan asam karbonat)
CO2 + H2O  H+ + HCO3-

CaCO3 + H+ + HCO3-  Ca(HCO3)2
Kalsit Asam Kalsium bikarbonat
Karbonat mudah larut

2. Yang menyebabkan perubahan Struktur
a. Hidrasi/Hidratasi
2Fe2O3 + 3 H2O  2Fe2O3۰3 H2O
hematite limonit
merah kuning

b. Oksidasi (penambahan oksigen pada mineral)

oksidasi
4FeO + O2 ------ 2Fe2O3
Ferroues Ferric
Oxide oxide

3. Reduksi (pemindahan oksigen)
Terjadi pada kondisi air tergenang  redoks potensial rendah
reduksi
2Fe2O3 ------ 4FeO + O2
Ferric Ferroues
Oxide oxide
(hematit)
III. GENESA TANAH


3. 1. Faktor Pembentuk Tanah:
Lima faktor dominan yang mengendalikan pembentukan tanah adalah:
1. Bahan induk  pasif
2. Iklim  aktif
3. Organisme/biosfer  aktif
4. Relief/Topografi  pasif
5. Waktu  netral