KARAKTERISTIK TANAH VERTISOL

Tanah merupakan media yang dibutuhkan oleh mahluk hidup di dunia ini untuk melakukan segala aktivitasnya. Pada dasarnya tanah di bumi ini memiliki bentuk atau jenis yang berbeda – beda, dimana tiap bagian dikelilingi oleh kandungan air dan udara. Secara fisik, tanah tersusun oleh partikel-partikel yang bergantung pada bahan batuan induk serta interaksinya dengan faktor dari luar. Dalam mempelajari karakteristik tanah dibatasi oleh satuan pewakil produser dalam  bentuk pencuplikan serta analisa tanah. Karakteristik tanah vertisol pada dasarnya dipengaruhi oleh iklim, bahan induk, perlakuan manusia, relief, kandungan bahan organik dan lempung tanah, dan adanya bahan penutup tanah (baik organik maupun anorganik).

Dalam praktikum ini memiliki tujuan untuk mengetahui karakteristik tanah vertisol dimana kita akan diajak untuk menelaah kadar lengas tanah, NPD, struktur dan tekstur tanah, konsistensi tanah, kandungan bahan organik tanah, reaksi tanah, kadar kapur tanah dan muatan tanah. Variabel – variabel tersebut sangat mempengaruhi bentuk atau jenis tanah.

Sehubungan dengan kadar lengas tanah maka keanekaan konsistensi tanah dapat dikemukakan sebagai berikut (Sugito, 2005) :

a.    Pada dasarnya lengas tinggi, tanah seakan – akan melakukan kegiatan    yang mengalir.

b.    Apabila kadar lengas secara berangsur – angsur turun / berkurang, Visceus tersebut tidak terjadi lagi, maka keadaannya menjadi lekat, liat, dan lunak.

c.    Apabila keadaan lengas ternyata lebih kecil lagi (makin berkurang) dari keadaan kadar lengas point b, maka tanah akan kehilangan sifat lekat dan liatnya, selanjutnya berubah menjadi gembur atau agak retak – retak .

d.   Apabila kadar lengas menjadi makin berkurang (lebih kecil dari point c), keadaan tanah akan menjadi kering, keras, sukar dipecahkan dan atau kasar apabila diraba.         

Sifat fisika tanah didasarkan atas derajat ketahanan dispersi oleh air yang dinyatakan dalam Nilai Perbandingan Dispersi (NPD) mencerminkan pada umumnya tanah peka atau tidak terhadap dispersi. NPD diperoleh dengan cara membagi debu dan lempung aktual tanah dengan berat debu dan lempung totalnyayang dinyatakan dalam %. Nilai ini dipakai sebagai tolak ukur sifat ketahanan tanah terhadap erosi air. Semakin kecil nilai NPD, tanah memiliki ketahanan terhadap erosi yang makin besar (Brady, 2006).

Terdapat empat sifat tanah yang penting dalam menentukan suatu erodibilitas yaitu (Asdak, 1995):

a.                   Tekstur tanah

Biasanya berkaitan dengan ukuran dan porsi partikel-pertikel tanah dan akan membentuk tipe tanah tertentu. Tiga unsur utama tanah adalah pasir, lempung dan debu. Tanah yang didominasi unsur liat mempunyai ikatan-ikatan partikel yang tergolong kuat sehingga tanah tidak mudah tererosi. Begitu pula dengan tanah yang didominasi unsur pasir (tekstur tanah kasa), kemungkinan untuk terjadi erosi pada tanah ini rendah karena laju infiltrasinya tinggi sehingga menurunkan laju air larian.

b.                  Unsur Organik

Terdiri atas limbah tanaman dan hewan sebagai hasil proses dekomposisi. Unsur organik cenderung memperbaiki struktur tanah dan bersifat meningkatkan permeabilitas tanah, kapasitas tampung air tanah dan kesuburan tanah.

c.                   Struktur tanah

Susunan partikel-partikel tanah yang membentuk agregat. Struktur tanah mempengaruhi kemampuan tanah dalam menyerap air.

d.                  Permeabilitas

Menunjukkan kemampuan tanah dalam meloloskan air. Struktur dan tekstur tanah serta unsur organik ikut ambil bagian dalam menentukan permeabilitas tanah. Tanah dengan permeabilitas tinggi menaikkan laju infiltrasi dan dengan demikian menurunkan laju air larian.

Nilai kapasitas tukar kation tanah umumnya tinggi, berkisar antara 25-45 cmol (+) kg sampai kedalaman 1 m. Besarnya nilai KPK sangat dipengaruhi oleh kadar lempung C-Organik dan jenis mineral lempungnya. Pengaruh kadar lempung dan C-Organik terhadap nilai KPK tanah dapat dilihat pada grafik hubungan sifat-sifat fisik kimia. Kadar lempung berpengaruh cukup tinggi terhadap KPK dengan nilai koefisien determinasi R²=0,62. Makin tinggi kadar lempung makin tinggi nilai KPK. Selain kadar lempung dan bahan organik, KPK dipengaruhi pula oleh jenis mineral lempungnya (Hikmatullah,  2002).

PH tanah diukur dengan nisbah tanah : air = 1 : 2,5 (10 g tanah dilarutkan dengan 25 ml air) dan ditulis dengan pH 2,5 (H₂O). Beberapa laboratorium pengukuran dilakukan degnan perbandingan tanah : air = 1 : 1 atau 1 : 5. Pengukuran pada nisbah ini agak berbeda dengan pengukuran pH 2,5 karena pengaruh pengenceran terhadap konsentrasi ion H. Untuk tujuan tertentu, misalnya pengukuran pH tanah alkalin dilakukan terhadap pasta jenuh air. Hasil pengukuran selalu lebih rendah daripada pH 2,5 karena lebih kental dan konsentrasi ion H lebih tinggi (Wiyono, 2006).

Pemakaian kapur harus berdasarkan keasaman tanah yang tepat yang diperlukan oleh tanaman. Untuk memberikan keputusan tentang pemberian kapur yang dikehendaki maka harus diperiksa keadaan kimia tanahnya. Untuk itu biasanya pH ditentukan dengan elektroda glass dan potensiometer atau dengan indikator warna. pH berkorelasi cukup berat dengan prosentase kejenuhan basa dan merupakan indikator tentang kemungkinan kegiatan kalsium, magnesium dan unsur lain dalam tanah (Baver, 1961).

 HASIL DAN PEMBAHASAN

No.	Parameter	Hasil
1.	Kadar Lengas Tanah	Tanah Ø 0,5mm = 10,06%; tanah Ø 2mm = 13,39%;  Tanah bongkah = 14,77%;  Tanah sampel=33,71%
2.	Nilai Perbandingan Dispersi	3,15% (tahan terhadap erosi)
3.	Tekstur Tanah ( Kualitatif )	Porositas = 48%
4.	Struktur Tanah	Tekstur lempung
5.	Konsistensi Tanah (Kualitatif)	Sangat  keras (kering), plastis, sangat lekat (basah)
6.	Bahan Organik Tanah	3,44%
7.	Muatan Tanah ( KPK dan KPA)	Kation lebih tinggi daripada anion
8.	Reaksi Tanah ( pH Tanah)	pH aktual = 6,89 pH potensial = 5,83
9.	Kadar Kapur Setara Tanah	Calsimetri = 4,3% Titrasi = 2,5%

Tanah vertisol adalah tanah yang memiliki sifat khusus yakni mempunyai sifat vertik, hal ini disebabkan terdapat mineral liat tipe 2:1 yang relatif  banyak. Terdiri dari bahan induk gamping, berwarna hitam, berstruktur gumpal besar kuat. Vertisol merupakan tanah lempung berat (lempung > 30%). Lempung dalam vertisol merupakan lempung montmomilonit yang mengembang dan mengkerut. Tanah vertisol mudah ditemukan di kawasan Gunung Kidul, Yogyakarta.

            Tanah vertisol memiliki beberapa sifat, baik sifat fisik maupun kimia tanah. Vertisol memiliki kadar lengas yang tinggi. Tingginya kadar lengas Vertisol diakibatkan adanya pori mikro yang dimiliki jenis tanah tersebut. Kadar lengas yang dimiliki vertisol memiliki perbedaan ditiap variasi diameternya. Hasil yang didapat dalam praktikum yaitu  kadar lengas tanah vertisol  Ø 0,5mm sebesar 10,06 %, Ø 2mm sebesar 13,39%, dan tanah bongkah sebesar 14,77%. Jika dibandingkan dengan penelitian Hakim N (1986) yang menyebutkan bahwa kadar lengas vertisol Ø 2 mm 12,60%; Ø 0,5 mm 12,86% dan bongkah 13,45% ada sedikit perbedaaan tetapi tidak terlalu jauh perbedaannya dikarenakan kurang ketelitian praktikan dalam menimbang tanah.

Kadar lengas pada tanah vertisol dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain anasir ikllim, relief, kandungan bahan organik dan lempung tanah, dan adanya bahan penutup tanah (baik organik maupun anorganik). Selain itu, kadar lengas tanah mempengaruhi penetrasi akar didalam tanah, drainase aerasi, dan nutrisi tanaman. Lengas berperan penting dalam proses genesa tanah, kelangsungan hidup tanaman, dan jasad renik tanah serta siklus hara.  Dalam dunia pertanian, kadar lengas suatu tanah diperlukan untuk mengetahui jenis tanaman apa yang dapat ditanam pada jenis tanah tertentu.

            NPD adalah nilai perbandingan dispersi yang digunakan untuk mengetahui daya tahan tanah terhadap erosi. Penentuan Nilai Perbandingan Dispersi (NPD) diperlukan untuk menguji ketahanan tanah terhadap erosi. Hasil penentuan nilai perbandingan dispersi dalam praktikum ini yaitu 3,15% yang tidak jauh berbeda penelitian Hardjowigeno (2003)  yaitu 3,83%.  Oleh karena itu, dapat dinyatakan bahwa tanah vertisol tahan terhadap erosi karena mempunyai nilai NPD < 15 %. Faktor-faktor yang mempengaruhi besar kecilnya NPD adalah tekstur tanah, konsistensi, daya infiltrasi tanah, dan kandungan bahan organik. Manfaat mempelajari  NPD tanah di bidang pertanian adalah mengetahui ketahanan suatu jenis tanah terhadap erosi, tingkat porositas tanah serta tingkat kandungan bahan organik yang ada pada tanah. selain itu, untuk mengetahui tingkat kesuburan tanah karena NPD berhubungan langsung dengan pengaruh terhadap erosi.

Sifat fisik yang selanjutnya adalah tekstur tanah. Tekstur tanah adalah perbandingan antara partikel-partikel  pasir, debu, dan lempung yang menyusun tanah. Tekstur tanah dapat berubah oleh pencampuran tanah lain yang bertekstur berbeda. Tanah vertisol memang mempunyai tekstur lempung debuan karena pada saat dibuat bubur kemudian digosokkan pada telapak tangan terasa halus dan licin. Tekstur tanah vertisol tergolong lempung debuan dengan kadar fraksi lempung 45 % sehingga memiliki kemampuan menyimpan air yang relatif besar. Hasil tersebut sama dengan hasil penelitian  yang dilakukan Hardjowigeno (2003).

Tekstur tanah bermanfaat bagi pertanian karena tekstur tanah terdiri dari beberapa jenis pori. Fungsi dari pori-pori tersebut adalah sebagai tempat mengikat dan jalur transportasi pertukaran unsur hara, air, dan udara di dalam tanah. Dengan banyaknya mikroorganisme di dalam tanah membuat tanah menjadi gembur dan subur, sehingga mampu meningkatkan produksi tanaman pertanian. Tekstur tanah berhubungan dengan struktur tanah, daya memegang tanah, tata udara, dan temperatur udara tanah. Tanah yang kandungan lempungnya tinggi maka kesuburan tanahnya makin tinggi. Selain itu, tekstur tanah juga mempengaruhi sifat fisik tanah lainnya, yaitu daya dukung tanah, daya serap air, erodibilitas, konsistensi dan plastisitas. Semakin halus tekstur tanah semakin besar kapasitas simpan airnya.

Selanjutnya sifat yang lainnya adalahstruktur tanah. Faktor yang mempengaruhi struktur tanah yaitu kandungan partikel tanah primer, serta bahan sementasi berupa humus, kapur, oksida besi/ alumunium dan sekresi –sekresi tumbuhan dan jasad renik. Kualitas struktur tanah dapat dinyatakan melalui porositas, agregrasi, kohesivitas, dan permeabilitas. Porositas dapat menjadi tolak ukur kualitas struktur yang paling berguna karena proses-proses kimia dan biologi yang aktif terjadi didalam poripori tanah. Pori – pori tanah bermanfaat untuk aerosi dan infiltrasi, sedangkan pori kecil untuk menyimpan lengas yang tersedia bagi tanaman.

Tanah vertisol memiliki tekstur lempung dan berstruktur. Nilai BV yang tinggi yakni 1,02 gr/cm³ , nilai BJ sebesar 1,96 gr/cm³ dan memiliki porositas sebesar 48%. Hal ini menunjukkan bahwa vertisol berstruktur gumpal atau baji karena berkembang dari abu vulkanik yang sifatnya mengembang pada musim hujan terbentuklah struktur baju/ lengket yag disebabkan volume tanah bertambah akibat tanah mengembang, sedangkan musim kering tanah akan mengkerut dan mengalami retakan. Hasil yang didapatkan tersebut hampir sama dengan hasil penelitian yang dilakukan Dwi Dharmawati (2006) yaitu Berat Volume 1,75 gr/cm³  , berat Jenis 1,79 gr/cm³ , dan porositas 2, 34 %.

Konsistensi tanah menunjukkan kekuatan daya tahan atau daya adhesi butir tanah dengan benda lain dan ditunjukkan oleh daya tahan terhadap gaya akan mengubah bentuk atau gaya-gaya tersebut, misalnya pencangkulan dan pembajakan. Faktor-faktor yang mempengaruhi konsistensi tanah ialah  kadar tanah, Bahan-bahan penyemen agregat tanah, tingkat agregat, bahan dan ukuran agregat tanah, Faktor-faktor penentu struktur tanah, yaitu: tekstur, macam lempung, dan kadar bahan organik.

Pada hasil praktikum menunjukkan bahwa pada tanah vertisol memiliki konsistensi basah yang sangat lekat, memiliki plastisitas yang plastis dan memiliki konsistensi yang sangat keras pada kondisi kering karena kandungan lempungnya tinggi. Perbandingan antara hasil penelitian Hikmatullah et al.(2002) dan hasil praktikum menunjukkan kesesuaian yaitu vertisol konsistensi basah yang sangat lekat, memiliki plastisitas yang plastis dan memiliki konsistensi yang sangat keras. Apabila tanah ini kering pengerukan dan peretakan memecahkan tanah itu menjadi gumpalan-gumpalan besar yang padat dan sedemikian kuat sehingga sebagian besar cara untuk pengolahan tanah tidak mudah untuk dapat dilaksanakan. Tetapi apabila basah tanah itu lunak dan lengket. Tanah vertisol biasanya mengkerut, retak, sehingga pada umumnya tidak mantap dan menimbukan masalah jika dipakai untuk pondasi gedung, jalan raya, dan digunakan sebagai lahan untuk pertanian. Dengan mengetahui konsistensi kita juga dapat menyesuaikan jenis tanaman yang tumbuh dengan jenis tanah yang akan digunakan untuk melakukan proses pertanian.

            Sifat yang selanjutnya yaitu bahan organik. Bahan organik dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain iklim, tipe penggunaan lahan, relief, bentuk lahan dan kegiatan manusia. Bahan organik berpengaruh sifat fisik, biologi, dan kimia tanah. Berdasarkan penelitian Cahyono (2009)  yang menyebutkan bahwa nilai bahan organik tanah vertisol adalah sekitar 1,5-4 %. Pada praktikum ini diperoleh nilai bahan organik untuk tanah vertisol adalah 3,34 % dan sesuai dengan penelitian orang lain. Tanah vertisol mempunyai nilai bahan organik tinggi karena banyak mengandung humus. Beragamnya tingkat kelembaban yang luas dan banyaknya kation-kation alkali (Ca dan Mg) akan merintis pembentukan lempung humus yang sangat spesifik. Bahan organik mempunyai peran meningkatkan produksi pertanian. Hal ini berkaitan dengan kandungan bahan organik yang terdiri atas bahan humus dan non-humus.

            Salah satu sifat kimia tanah adalah kapasitas pertukaran kation (KPK). Semua komponen tanah mendukung untuk perluasan tempat pertukaran kation, tetapi pertukaran kation pada sebagian besar tanah dipusatkan sesuai dengan lempung dan bahan organik. Berdasarkan hasil praktikum menggunakan larutan gentian violet (+) menunjukkan bahwa tanah tersebut bermuatan negatif. Penambahan eosin red digunakan untuk menujukkan bahwa tanah bermuatan positif, yaitu ditandai dengan keadaan larutan yang hampir sama dengan blangko. Berdasarkan hasil percobaan yang dihasilkan pada penambahan eosin red, menunjukkan intensitas warna keruh sehingga dapat dinyatakan bahwa tanah vertisol mempunyai muatan negatif yang banyak. Jika dibandingkan dengan penelitian B. H. Prasetyo (2007) hasil praktikum ini sesuai dengan penelitian yaitu tanah vertisol mempunyai kapasitas tukar kation yang tinggi.  Dominasi smektit pada vertisol telah menyebabkan tanah ini mempunyai kapasitas tukar kation yang tinggi dan mempunyai kemampuan memegang kation yang berasal dari pemupukan seperti K⁺, NH₄⁺, Ca²⁺ and Mg²⁺.

            Tanah yang berpartikel lempung mempunyai luaspermukaan yang lebih luas daripada tanah yang berpasir, karena lempung memiliki muatan negatif. Partikel tanah lempung dapat menangkap dan menahan ion positif, sehingga tanah yang memiliki kandungan lempung tinggi, luas permukaan tanah semakin besar dan nilai KPK menjadi semakin tinggi. Tanah yang subur adalah tanah yang memiliki nilai KPK yang tinggi.

Reaksi tanah merupakan sifat kimia tanah yang penting untuk diamati karena berpengaruh terhadap serangkaian proses – proses kimiawi dalam tanah, antara lain proses pembentukan mineral lempung, reaksi kimia dan biokimia tanah, serta tahanan (status) hara dalam tanah.  Faktor – faktor yang mempengaruhi pH tanah adalah bahan induk, iklim, bahan organik, dan perlakuan manusia. Bahan induk masam mendorong terbentuknya tanah berreaksi masam, dan bahan induk basis akan membentuk tanah agak netral sampai basis. Iklim basah akan mendorong berkembangnya tanah masam, dan iklim kering akan mendorong berkembangnya tanah basis. Pengaruh akibat perlakuan manusia berupa penggunaan pupuk atau bahan amelioran lain. Jika pupuk yang digunakan dalam waktu yang lama mempunyai sifat fisiologis masam, maka akan cenderung menurunkan pH tanah. Jika sering menggunakan bahan amelioran yang bersifat basis (kapur), maka akan terjadi proses peningkatan pH tanah.

Berdasarkan banyaknya ion H⁺ yang terdapat di dalam larutan tanah dikenal 2 macam pH yaitu pH aktual dan pH potensial. Pada percobaan ini diperoleh pH aktual tanah vertisol adalah 6,89 dan pH potensialnya 5,83. Jika dibandingkan dengan penelitian B. H. Prasetyo  pH tanah terletak diantara 5,5 – 7,4 sehingga dapat dinyatakan vertisol mempunyai pH netral-alkalis karena merupakan tanah mineral. Tanah vertisol banyak mengandung kapur dan bersifat basa sebab berbahan induk kapur dan berlempung sehingga kedap air.

Fungsi mengetahui pH tanah dalam bidang pertanian adalah mengetahui mudah tidaknya unsur-unsur hara dalam tanah diserap oleh tanaman. Unsur hara akan mudah diserap oleh tanaman (akar tanaman) pada pH netral. Tanah dengan pH masam banyak ditemukan ion-ion Al yang memfiksasi unsur P, sehingga unsur P sulit diserap oleh tanaman. Mempengaruhi perkembangan organisme. Bakteri akan berkembang biak dalam pH lebih dari 5,5, apabila pH kurang dari itu maka perkembangannya akan terhambat. Jamur dapat berkembang biak pada pH dibawah 5,5 dan diatas itu jamur harus bersaing dengan bakteri.

Kapur tanah memiliki asosiasi yang erat dengan keberadaan kalsium tanah dan atau magnesium. Keberadaan kapur tanah sangat dipengaruhi oleh batuan induk yang berada di suatu lokasi. Vertisol memiliki kandungan kapur sebesar 4,3% melalui metode calsimeter dan 2,5% pada metode cottenie (titrasi). Perbedaan ini disebabkan karena seharusnya pada saat pemanasan yang menguap adalah CO₂, tetapi saat praktikum yang menguap adalah H₂O. Hasil penelitian yang dilakukan oleh Hakim N (1986) menyebutkan bahwa tanah vertisol mengandung kadar kapur sebesar 1,26% menunjukkan bahwa vertisol mempunyai kadar kapur tinggi karena bahan induknya berupa batuan gamping. Jika dibandingkan dengan penelitian orang lain, hasil pada praktikum agak berbeda disebabkan kurang ketelitian praktikan dalam pada waktu titrasi dan pada saat pemanasan.

            Manfaat kadar kapur dalam bidang pertanian adalah sebagai salah satu elemen unsur hara yang diperlukan tanaman dan pembentukan agregat tanah. Tinggi rendahnya kadar kapur dalam tanah berpengaruh terhadap kesuburan tanah. Dengan mempelajari kadar kapur dalam tanah dapat digunakan untuk menentukan proses pemupukan, baik kualitas maupun kuantitas pupuk dan untuk mengetahui kadar unsur hara sedini mungkin, serta dapat menentukan jenis tanaman yang cocok untuk tanah tersebut sehingga dapat menghasilkan produk dengan optimal.

            Dalam pengolahannya tanah vertisol yang relatif cukup sulit, maka harus diketahui keadaan kelengasan tanah pada lapisan permukaan yang memungkinkan untuk dilakukan pengolahan tanah, karena sifat fisik tanah vertisol yang jelas adalah konsistensi yang keras, sehingga untuk mengolah tanah tidak dapat menggunakan cangkul. Penggunaan traktor dan lain-lain peralatan mekanik memungkinkan untuk melakukan persiapan lahan baik untuk pembibitan maupun penanaman.

REFERENSI

Asdak, C. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.

Baver, L. D. 1961. Soil Physics. Modern Asian Printing, USA.

Brady, R. 2006. The Nature and Properties of Soil 8^th Edition. Mac Milliand Pub. Co, Inc., New York.

Cahyono, Agus. 2009. Grumusol. <elisa1.ugm.ac.id>. Diakses tanggal 5 April 2012.

Dharmawati, Dwi. 2006. Pemanfaatan Bahan Organik Dari Limbah Pertanian Untuk Memperbaiki Kinerja Pengolahan Tanah Vertisol Di Gunungkidul. Institut Pertanian STIPER, Yogyakarta.

Hakim N., M. Yusuf, Nyakpa, A.M Lubis, G. H. Sutopo, M. Amin., D. Gobh, H. H. Bailey. 1986. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Universitas Lampung, Lampung.

Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah. Mediyatama Sarana Perkasa, Jakarta.

Hikmatullah, B. H., Prasetya, dan M. Hendrisman. 2002. Vertisol dari daerah guruntalo: sifat-sifat fisik kimia dan komposisi mineralnya. Jurnal Tanah dan Air 3: 21-23.

Prasetya, B. H. 2007. Perbedaan sifat-sifat  tanah vertisol dari berbagai bahan induk. Jurnal Ilmu-Ilmu Pertanian Indonesia. Volume 9: 20 – 31.

Wiyono, A. Syamsul dan E. Hanudin. 2006. Aplikasi soil taxonomy pada tanah-tanah yang berkembang dari bentukan karst gunung kidul. Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan 6: 13-26.