DOC-20241003-WA0014..pdf

PRODUKTIVITAS HUTAN KERUSAKAN TANAH AKIBAT PERTAMBANGAN TANAH MISKIN HARA Tanah dan Hutan Tanaman Eucalyptus  PENGERTIAN PEDOLOGI ⚫ Ilmu yang mempelajari proses-proses pembentukan tanah beserta faktor pembentuknya, klasifikasi tanah, survei tanah dan cara ca...

PRODUKTIVITAS HUTAN KERUSAKAN TANAH AKIBAT PERTAMBANGAN TANAH MISKIN HARA Tanah dan Hutan Tanaman Eucalyptus  PENGERTIAN PEDOLOGI ⚫ Ilmu yang mempelajari proses-proses pembentukan tanah beserta faktor pembentuknya, klasifikasi tanah, survei tanah dan cara cara pengamatan tanah di lapangan.  PENGERTIAN TANAH Media alami untuk pertumbuhan tanaman di daratan (definisi tradisional) Suatu benda alam yang tersusun dari padatan (bahan mineral dan bahan organik), cairan dan gas yang menempati permukaan daratan, menempati ruang dan dicirikan oleh salah satu atau kedua ciri berikut : 1) Lapisan yang dapat dibedakan dari bahan asalnya sebagai suatu proses penambahan, kehilangan, pemindahan, dan transformasi energi dan materi. 2) Berkemampuan mendukung tanaman berakar di dalam suatu lingkungan. (Soil Survey Staff, 1999). Ecosystems and Soils  PENGERTIAN TANAH HUTAN ⚫ Ilmu tanah adalah ilmu yang mempelajari tanah sbg. media tempat hidup tumbuhan / tanaman yang ada dipermukaan bumi (Lutz and Chandler, 1965). ⚫ Ilmu tanah adalah media tempat tumbuhnya tanaman darat (Hardjowigeno, 1989 ). ⚫ Edapologi adalah ilmu yang mempelajari tanah terkait pertumbuhan tanaman. TUBUH TANAH ALAMI  PENGERTIAN NUTRISI HUTAN Nutrisi Hutan adalah elemen yang diperlukan pohon (hutan) untuk menyempurnakan daur hidupnya Biomassa hutan : 95 % (hara C, O dan H elemen CO2 dan Air). dan sisanya adalah hara esensial yaitu N, P, S, K, Ca, Mg, (unsur makro) dan Mn, Fe, Cl, Cu, Zn, B dan Mo (unsur mikro).  Produktivitas hutan ditentukan faktor lingkungan : radiasi matahari, suhu, air dan ketersedian nutrisi (hara) Ketersedian nutrisi merupakan hal terpenting dibandingkan faktor lingkungan lainnya, sehingga produktivitas hutan yang tinggi selalu berbanding lurus dengan ketersediaan nutrisi (hara) Ketersediaan nutrisi di tanah sangat terkait dengan pemberian pupuk Pengelolan nutrisi secara intensif bertujuan untuk memberikan keuntungan maksimal dan meminimalkan efek negatif Pengelolaan nutrisi hutan dilapangan dihadapkan 2 hal yaitu: 1). proses ekologi dan 2). kebijakan pengelolaan Siklus biogeokimia dari nutrisi hutan memiliki karakter yang umum, walaupun demikian elemen nutrisi memiliki sifat /karakter yang khusus Pemanenan hutan, penyiapan lahan dan kebakaran akan menurunkan atau meningkatkan produktivitas pada jangka waktu pendek sampai jangka waktu panjang Kebijakan pengelolaan hutan yang tidak tepat akan menyebabkan hilang nutrisi hutan yang sangat besar dari ekosistem ⚫ Hubungan : biomassa - nutrisi hutan - pupuk - biaya ⚫ Tubuh Tanah – Medium tempat berjangkarnya akar tanaman/ tumbuhan – Sumber unsur hara (nutrisi) dan air – Pengendali lingkungan ⚫ Produktivitas tanah – Kemampuan tanah untuk menghasilkan suatu tanaman yang diusahakan dengan sistem pengelolaan tertentu. – Produktivitas tanah merupakan perwujudan dari seluruh faktor yang mempengaruhi hasil tanaman. Produktivitas tanah merupakan telaah kemampuan tanah yang lebih mendasar pada konsep ekonomis + watak tanah Tiga segi yang dimasukan dalam penyusunan konsep produktivitas tanah/lahan : a. Masukan (sistem pengelolaan tertentu) b. Keluaran (hasil suatu tanaman) c. Tipe tanah Tanah A Tanaman A Tanah B H Tanaman B a s i l masukan B masukan A. Jika masukan ditingkatkan, peningkatan hasil di tanah A lebih cepat daripada tanah B, sehingga dikatakan tanah A lebih produktif dari tanah B. B. Tanah lebih produktif untuk tanaman A dibandingkan tanaman B, sehingga tanaman A mempunyi potensial keuntungan lebih besar dari tanaman B. SEJARAH BUDIDAYA, TANAH DAN NUTRISI ⚫ Perkembangan dimulai ketika manusia mulai menanam. Waktu yang tepat tidak diketahui, hingga saat itu manusia hidup memungut, berburu serta pindah. Manusia purba hidup berpindah-pindah dengan perkembangannya waktu, manusia lebih banyak menetap dari pada pindah-pindah keluarga terbentuk, marga, desa-desa. ⚫ Perubahan dari pindah menjadi menetap mengakibatkan : Keahlian/keterampilan bertanam ⚫ Kita sepakat bahwa perkembangan dimulai dari Mesopotamia, antara S. Tigris dan S. Eufrat (Irak) Pada tahun 2500 SM ⚫ Tahun 2000 SM Herodutus → sejarawan Yunani menulis tentang Mesopotamia Penduduk memperoleh hasil panen luar biasa berkat : Tanah subur karena sekali-kali tergenang banjir Sistim irigasi yang baik Kesuburan tanah yang baik akibat banjir dijelaskan oleh Theophrastus (300 SM) : Waled yang dibawah S. Tigris mengendap yang merupakan alluvium yang subur Disamping itu diketahui bahwa menanam terus-menerus menurunkan produktifitas lahan Sebaliknya menambahkan pupuk kandang/limbah tanaman memulihkan kesuburan tanah ⚫ Namun, mitos ini dapat membantu Augias, Raja Elis mempunyai 3000 sapi. Kandang sapinya selama 30 tahun tidak dibersihkan, Dia menyuruh Hercules, yang melewatkan kotoran sapi ke S. Alphens. Sungai ini mengangkut kotoran dan mengendapkannya di lahan yang ada disekitarnya → sebagai penambahan kesuburan tanah Mesopotamia (Theophrastus). ⚫ HOMER (900SM) → menulis Odyssey Memberi pupuk kandang pada tanaman anggur Pupuk kandang ditumpuk menjadi kompos. Ini menandakan bahwa pupuk kandang biasa digunakan di Yunani (900 SM). XENOPHON (434 – 355 SM) Kebun menjadi rusak karena tidak ada yang tahu manfaat pupuk kandang sehingga kesuburan tanah merosot. Tidak ada yang lebih baik dari pupuk kandang untuk memperbaiki kesuburan tanah Mengolah tanah, diawal musim semi/permulaan musim hujan, karena tanah menjadi gembur Rumput sebagai pupuk hijau, terutama sebelum rumput itu membentuk biji THEOPHRASTUS (372 – 287 SM) Tanah miskin beri pupuk banyak, tetapi tanah subur beri pupuk sedikit Tanaman yang memerlukan hara banyak memerlukan air banyak. Kebun sayuran dan zaitun disekitar Athena dipupuk air comberan atau air yang dicampur dengan pupuk kandang Pupuk dipilah dalam urutan mulai yang menurun : Manusia, babi, kambing, domba, sapi dan kuda CATO (234 – 549 SM) – Kebun yang tanahnya miskin ditumpangsari dengan Acinum yang kemudian dibenamkan (= pupuk hijau) – Tanaman untuk keperluan ini (pupuk hijau) adalah legum, urutannya : polongan, lupin, Vetch VIRGIL (70 -19 SM) – Legum sebagai tanaman tanaman antara yang dibenamkan – Pemupukan 1. Tanah dicampur Tanah miskin dicampur dengan tanah subur, misal tanah mineral dicampur tanah gambut Pada abad 17 – di Hokaido (Jepang) abad 20 – di Kaltim, Kalteng (Indonesia) 2. Arti gamping (batu kapur) 3. Abu tanaman, merupakan bahan pupuk yang baik (banyak dipraktekkan perladangan berpindah di Kalimantan) COLUMELLA - Kerapatan isi /limbak Gali lubang, tanah dikembalikan dan diratakan tidak akan pernah tepat (selalu kurang atau lebih) – Bila kurang → tidak baik, karena tanah terlalu padat – Bila lebih → baik → karena tanah gembur Warna tanah → kesuburan tanah – Makin gelap warna tanah → subur tetapi tidak demikian selamanya, sebagai contoh Andosol (tanah di Gunung Berapi) KESIMPULAN (HERODUTUS - COLUMELLA) Sebagian besar tulisan sampai saat itu didasarkan atas – Pengamatan – Deskripsi – Tidak ada upaya pendekatan penelitian dan pemikiran (metodologi) GOBER (Abad 7 & 8) Timur Tengah ⚫ Ahli kimia, Mesopotamia ⚫ Bapak Kimia → menemukan unsur K ⚫ Kalium adalah unsur penyusun tanaman ⚫ Air, minyak dan garam adalah unsur penyusun tanaman ABU BAKAR MOHAMAD RAJES (860 – 928) ⚫ Batu, lama kelamaan akan berubah jadi liat, akibat aktifitas matahari dan hujan (Pedogenesis Tanah/Proses Pembentukan Tanah) IBNU AL AWAN (Abad 9) ⚫ Ilmuwan dari Timur Tengah ⚫ Ilmu Agronomi dan Ilmu Tanah (pedogenesis, jenis-jenis tanah, regim air) ⚫ Uji diagnostik tanaman ⚫ Dikenal tanah Vertisol ⚫ Deskripsi dan skema tanah ⚫ Pentingnya unsur liat PIETRO DE CRESCENZI (1230 - 1307 ) ⚫ Menyusun buku OPUS RURALIUM COMODORUM Kesimpulan cara bercocok tanam setempat. Hasil utama ringkasan pekerjaan pekerjaan, sejak HOMER. FRANCIS BACON (1561 – 1624) Hara utama tanaman adalah air Fungsi tanah adalah : – Mempertahankan tanaman tegak – Melindungi tanaman dari panas dan dingin – Menyediakan senyawa khas untuk tanaman Bercocok tanaman yang sama terus menerus pada tanah yang sama, akan memiskinkan tanah itu. VAN HELMONT (1577 – 1644) ⚫ Melakukan percobaan 100 kg tanah ditanami Willow seberat 2,5 kg, tanaman disirami air hujan selama 5 tahun → tanaman menjadi 84,5 kg, tanah hanya turun beratnya 2 ons. ⚫ Kesimpulan : Air sebagai hara utama ROBERT BOYLE (1627 – 1691) ⚫ Ia membenarkan hasil Van Helmont dan melangkah lebih lanjut, tanaman terdiri atas garam, alkohol dan minyak, kesemuanya terbentuk dari air. JR GLOUBER (1604 – 1668) ⚫ Penyusun tanaman bukan air, tetapi KNO3 adalah satu-satunya yang diperlukan tanaman. ⚫ Ia kumpulkan garam dari tanah yang ada di bawah kandang domba. Garam ini berasal dari kotoran ternak, karena ternak makan rumput, maka garam itu berawal dari rumput. Ketika garam itu diberikan pada tanaman, ia menyaksikan pertumbuhan yang lebat. JOHN MAYOW (1643 – 1679) ⚫ Mendukung GLOUBER ⚫ NO3 terbanyak di musim semi ⚫ Karena ia tak menemukan NO3 di musim panas, maka ia berkesimpulan NO3 di serap tanaman ARTHUR YOUNG (1741 – 1820) ⚫ Ia melakukan percobaan pot untuk mengetahui senyawa apa yang dapat memperbaiki pertumbuhan ⚫ Tanaman Barley + arang, minyak, kotoran ayam + angur + NO3 + kulit kerang dan lain-lain → ada yang hidup, ada yang mati ⚫ Pada abad 17 – 18 – para peneliti berpendapat bahwa tanaman disususun dari satu senyawa dan para ahli mencari prinsip vegetasi FRANCIS HOME (1775) ⚫ Tidak hanya satu, tapi ada beberapa prinsip vegetasi termasuk air, udara, tanah, garam, minyak dan api JUSTUS VON LIEBIG (1803 – 1873) ⚫ Unsur hara dalam tanaman harus berasal dari tanah dan udara ⚫ Bila kesuburan harus dipelihara, maka unsur yang hilang harus diganti ⚫ Pendapat lainnya : ⚫ Sebagian besar C berasal dari atmosfir ⚫ H dan O dari Air ⚫ Logam alkali untuk penetralan asam ⚫ P diperlukan untuk biji J. B. LAWES & J. H. GILBERT (1842) ⚫ Mengasami tulang dengan H2SO4 menjadi Superfosfat. Ini merupakan dasar pembuatan pupuk P M. W. BEIJERINCK ⚫ Bacillus radicicola → Rhizobium ⚫ Harus ada agar tanaman polong-polongan dapat menyerap Nitrogen (N) dari atmosfir. Kalau ada bakteri dalam bintil akar pada tanaman legum (polongan) maka terjadi peningkatan N dalam tanah. T. SCHLOSSING & A. MUNTZ (1878) - Menemukan nitrifikasi yang dilakukan bakteri - Perubahan N dalam tanah dilakukan oleh bakteri Nitrobacter, Nitrococcus mengubah menjadi nitrat R. WARRINGTON - Nitrifikasi merupakan proses 2 tahap NH3+ → NO2- → NO3- FRITZ HABER - Besi mempunyai peranan penting dalam penambahan N - Diawal PD I, Ia mengembangkan besi sebagai katalis dalam reaksi N2 + H2 → NH3 Juga diperlukan tekanan beberapa ratus atmosfir dan suhu 8000 o F Ini merupakan dasar pupuk urea H. KUBO (1939) - Ia melaporkan bintil akar efektif berpigmen merah karena adanya Leghaemoglobin senyawa yang memungkinkan reaksi N + H2 → NH2 J.T. WAY (1852) - Ia sangat tertarik atas kemungkinan kehilangan pupuk mudah larut dari tanah akibat pencucian - Ia mendapatkan bahwa bahan larut dipegang tanah dan bahan ini menggantikan jumlah sama bahan lain dari tanah (kation exchange). Ini merupakan dasar kimia tanah modern dalam ilmu tanah → Hukum Mass action - Way berpendapat bahwa pertukaran kation berlangsung pada bahan tanah yang sangat halus yaitu liat TERIMA KASIH Ecosystems and Soils PEDON DAN POLIPEDON ⚫ Pedon : satuan individu terkecil dalam tiga dimensi yang masih disebut tanah (1-10 m2) ⚫ Polipedon adalah kumpulan pedon yang menunjukkan sifat sifat yang sama PROSES PELAPUKAN BATUAN DAN MINERAL Proses pelapukan mencakup pelapukan secara fisik, biologik mekanik dan kimia Pelapukan Fisik Pelapukan sifat fisik akibat naik turunnya suhu dan perbedaan kemampuan mengembang dan mengkerut masing masing mineral Pelapukan biologik mekanik Akar akar yang masuk ke dalam batuan retakan sehingga menghancurkan batuan yang ada. Sel-sel akar tumbuhan memiliki kekuatan 10 atm, sehingga dapat menghancurkan batuan atau mineral batuan. Pelapukan secara kimia Hidrasi dan Dehidrasi CaSO4 + H2O ---→ CaSO4 2H2O (hidrasi) CaSO4 2H2O -→CaSO4 + 2H2O (dehidrasi) Menyebabkan mineral menjadi lebih lunak dan meningkat daya larutnya, sehingga mempercepat proses disintegrasi Pelapukan secara kimia Oksidasi dan Reduksi Fe 2+ ---→ Fe 3+ + e (oksidasi) Fe 3+ + e -→ Fe 2+ (reduksi) Oksidasi merupakan proses disintegrasi mineral yang mengandung Fe seperti biotit, hornblende, piroksin dll, sedangkan reduksi menyebabkan Fe mudah bergerak Hidrolisis Hidrolisis terjadi karena adanya penggantian kation dalam struktur kristal oleh hidrogen sehingga struktur kristal menjadi rusak KAlSi3O8 + H+ ---→ H AlSi3O8 + K FAKTOR PEMBENTUK TANAH Faktor yang mempengaruhi pembentukan tanah 1. Iklim 2. Organisme 3. Bahan induk 4. Topografi 5. Waktu IKLIM Suhu dan curah hujan sangat berpengaruh terhadap intensitas reaksi kimia dan fisik di tanah Setiap peningkatan 10o C maka meningkatkan reaksi di tanah 2 kali lipat, hal ini menyebabkan proses pelapukan mineral dan batuan di daerah tropis berjalan cepat. ORGANISME Akumulasi bahan organik, siklus unsur hara dan pembentukan struktur tanah dipengaruhi oleh organisme tanah dan tumbuhan Keberadaan vegetasi dan tumbuhan akan membantu pembentukan tanah dan melindungi tanah dari erosi dan longsor BAHAN INDUK Batuan pembentuk bahan induk dibagi menjadi : Batuan Beku 1.Batuan beku atas : magma membeku dipermukaan bumi (batuan vulkanik) 2. Batuan beku gang : magma membeku diantara sarang magma dan permukaan bumi 3.Batuan beku dalam : magma membeku didalam bumi BAHAN INDUK Berdasarkan kandungan SiO2 batuan beku dibedakan batuan masam, intermediat dan alkalis Tanah yang terbentuk dari abu volkan umumnya subur misalnya tanah andosol BATUAN SEDIMEN (1). Batuan endapan tua : bahan endapan telah diendapkan berjuta tahun sehingga terbentuk batuan keras, meliputi : a.Batu gamping : batu endapan laut berupa karang, mengandung CaCO3 dan CaMg (CO3)2 b. Batu pasir : mengandung pasir kuarsa c. Batu liat : mengandung liat Batuan sedimen (2). Bahan endapan baru belum menjadi batu - Diendapkan oleh air misalnya di daerah bantaran banjir atau sungai - Diendapkan oleh angin misalnya pada pasir pantai, gurun pasir dll Batuan metamorfose Berasal dari batuan beku atau sedimen karena tekanan dan suhu sangat tinggi sehingga berubah menjadi batuan lain misalnya granit, kuarsit, marmer dll Bahan induk organik Hutan rawa yang selalu tergenang air menyebabkan pelapukan bahan organik berjalan lambat dibandingkan proses penimbunan sehingga terjadi akumulasi bahan organik Akumulasi bahan organik akan terbentuk tanah gambut (histosol) TOPOGRAFI (RELIEF) Relief adalah perbedaan tinggi atau bentuk wilayah suatu daerah termasuk didalamnya perbedaan kecuraman dan bentuk lereng. Relief mempengaruhi pembentukan tanah : (1). Mempengaruhi jumlah air hujan yang meresap atau ditahan masa tanah TOPOGRAFI (RELIEF) (2). Mempengaruhi dalamnya air tanah (3). Mempengaruhi besarnya erosi (4). Mengarahkan gerakan air berikut bahan bahan yang terlarut didalamnya WAKTU Tanah merupakan benda alam yang terus berubah akibat pelapukan dan pencucian yang terus menerus maka tanah semakin tua dan semakin kurus (tidak subur) Mineral yang banyak mengandung hara telah habis mengalami pelapukan sehingga tinggal mineral yang sukar lapuk seperti kuarsa WAKTU Profil tanah semakin berkembang dengan meningkatnya umur Proses pembentukan tanah terus berjalan sehingga terbentuk tanah muda, tanah dewasa dan tanah tua PROFIL TANAH ALAMI TERIMA KASIH Ecosystems and Soils PROFIL TANAH ALAMI  BAHAN TANAH Tanah tersusun dari empat bahan utama yaitu bahan mineral, bahan organik, air dan udara Pada lapisan atas (top soil) akan terdapat 45 % bahan mineral, 5 % bahan organik, 20-30 % udara, 20-30 % air BAHAN TANAH  BAHAN MINERAL Bahan mineral tanah berasal dari pelapukan batu batuan Batuan dapat dibedakan a) batuan beku (batuan vulkanik), b) batuan endapan (sedimen), c) batuan metamorfose ⚫ Batuan vulkanik (batuan beku) umumnya dari mineral yang banyak mengandung unsur hara (nutrisi) ⚫ Batuan endapan merupakan hasil endapan/sedimen tua (berumur jutaan tahun) ⚫ Batuan metamorfose secara umum mengandung unsur hara atau nutrisi yang rendah (miskin unsur hara) BATUAN BEKU BATUAN ENDAPAN BATUAN METAMORFOSE  BAHAN MINERAL Bahan mineral dalam tanah meliputi : Pasir : 2 - 0,05 mm Debu : 0,05 – 0,002 mm Liat : 2 mm dapat berupa kerikil, kerakal dan batu  MINERAL TANAH Mineral tanah dibedakan 1. Mineral primer adalah mineral yang berasal langsung dari batuan yang dilapuk 2. Mineral sekunder adalah mineral bentukan baru dari proses pembentukan tanah berlangsung Mineral primer : fraksi pasir dan debu Mineral sekunder : fraksi liat  MINERAL SEKUNDER Mineral sekunder dalam tanah : kaolinit, haloisit, monmorilonit, gibsit (Al oksida), Fe Oksida dan lainnya Mineral sekunder akan mempengaruhi sifat fisik dan kimia tanah (bobot isi, tekstur, struktur, KTK, permeabilitas, pH, KB, dan lainnya)  BAHAN ORGANIK Bahan organik dipermukaan tanah (top soil) umumnya 3-5 % Fungsi : 1. Sebagai granulator, memperbaiki struktur tanah 2. Sumber unsur N, P, S dan unsur mikro 3. Meningkatkan kemampuan tanah menahan unsur hara dan air 4. Sumber energi bagi organisme  BAHAN ORGANIK Bahan organik terdiri dari bahan organik kasar dan bahan organik halus (humus) Humus merupakan bahan organik halus berasal dari hancuran bahan organik kasar serta senyawa baru melalui kegiatan mikroorganisme  BAHAN ORGANIK Humus merupakan senyawa resisten (tidak mudah hancur) berwarna hitam atau coklat dan mempunyai daya menahan air dan unsur hara yang tinggi Humus memiliki KTK yang tinggi karena mempunyai gugus karboksil Humus pada tanah banyak terdapat di top soil (permukaan tanah)  AIR TANAH Fungsi air tanah yaitu : 1. Komponen utama fotosintesa 2. Sebagai pelarut unsur hara Unsur hara yang terlarut dalam air diserap oleh tumbuhan 3.Sebagai bagian dari tumbuhan Air merupakan bagian dari protoplasma  TIPE AIR TANAH Tipe air tanah 1.Air gravitasi (0- 1/3 atm; 0-2,53 pF) Air tanah yang terdapat pada pori tanah dan turun kebawah akibat gaya gravitasi Air gravitasi akan hilang setelah 2 hari setelah hujan lebat  TIPE AIR TANAH 2.Air kapiler (1/3 – 15 atm; 2,53 - 15pF) Air tanah yang terdapat pada pori tanah dan ditarik gaya adhesi partikel liat lebih kuat dibandingkan gaya gravitasi Air kapiler sebagian besar tersedia bagi tumbuhan  TIPE AIR TANAH 3.Air higroskopis (> 15 atm; > 4,18 pF) Air yang diserap partikel tanah (liat) sangat kuat sehingga tidak dapat digunakan oleh tumbuhan  TIPE AIR TANAH Titik layu permanen : kandungan air tanah dimana akar tumbuhan tidak mampu lagi menyerap air tanah sehingga tumbuhan menjadi layu (=15 atm atau = 4,18 pF) Kapasitas lapang : Kedaan tanah cukup lembab yang merupakan jumlah air terbanyak yang ditahan tanah (1/3 – 15 atm ; 2,53 – 4,18 pF) TANAMAN LAYU PERMANEN  UDARA TANAH Udara dan air mengisi pori pori tanah, dimana didalam tanah sebesar 50 % dari volume tanah Pori pori tanah (porositas) akan terisi oleh air atau udara akan berubah ubah tergantung ketersediaan air dan udara Udara (O2) diperlukan untuk respirasi akar , biota dan mikroorganisme  SUSUNAN UDARA TANAH 1. Kandungan uap air tanah tinggi Tanah lembab mempunyai kelembaban nisbi sebesar 100 % 2.Kandungan CO2 lebih besar dari atmosfir (>0,03 %) 3.Kandungan O2 lebih kecil dari atmosfir (10-12 %), pada atmosfir 20 % TERIMA KASIH