Mata kuliah Irigasi Drainase

1. HUBUNGAN AIR, TANAH DAN
TANAMAN
PERTEMUAN 05

2. KLASIFIKASI AIR TANAH
 Secara Fisik
 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)
 air kapiler : air dalam pori-pori tanah dengan tegangan antara pF
2,
 air higroskopis : air di permukaan tanah yang dipegang antara
pF 4,5 dan 7,0 (antara koefisien higroskopis dan kering oven) 4
dan 4,5 (kapasitas lapang dan koefisien higroskopis).
 Secara Biologi
 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
 air tersedia : air yang terdapat diantara kapsitas lapang dan
titik layu tetap (pF 2,54 dan 4,17), dan
 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.

3. KLASIFIKASI AIR TANAH
 Berdasarkan Status / Tegangan Lengas Tanah

4. KLASIFIKASI AIR TANAH
 Berdasarkan Status / Tegangan Lengas Tanah
 Jenuh, Tanah dikatagorikan jenuh manakala seluruh rongga
pori terisi air sampai air pada rongga pori makro habis, dan
pada saat air pada rongga pori makro habis karena gaya
gravitasi mulai dinyatakan dalam keadaan kapasitas lapang,
tegangan lengas tanah = 0 cm H2O, 0 bar atau pF 0.
 Kapasitas Lapang, Berdasarkan beberapa penelitian
kapasitas lapang biasanya dicapai dua hari setelah tanah
mengalami penjenuhan total baik akibat hujan lebat atau irigasi.
Tegangan kelembaban tanah pada kapasitas lapang untuk
tanah pasir mendekati 1/10 atm, sedangkan untuk tanah liat
(clay) mendekati 1/3 atm. Tegangan kelembaban tanah ini
dapat pula dinyatakan dalam satuan pF, dan pada kapasitas
lapang umumnya besarnya pF ini adalah = 2,54. Pada keadaan
kapasitas lapang sebagian besar air tanah berupa kapiler dan
sebagian lagi berupa air higroskopis yang terikat pada partikel
tanah. Tegangan lengas = 346 cm H2O; 0,3 bar atau pF 2,54.

5. KLASIFIKASI AIR TANAH
 Berdasarkan Status / Tegangan Lengas Tanah
 Layu Permanen, Batas bawah dari air kapiler adalah layu
permanen, yaitu batas terendah dimana air dalam tanah sudah
tidak lagi mampu diserap oleh tanaman dan kalau mencapai
batas ini tanaman layu dan kalaupun disiran lagi tanaman akan
tetap layu dan mati, sedangkan bila kadar airnya diatas itu,
yaitu pada batas layu, tanaman mengalami layu dan bila
disiram lagi tanaman dapat tumbuh kembali. Air tanah pada
keadaan layu permanen terikat kuat oleh partikel tanah dengan
tegangan kelembaban tanahnya antara 7 atm sampai 40 atm
atau 15,849 cm H2O; 15 bar; pF 4,17 Nilai ini tergantung dari
tekstur tanah dan kadar garam.
 Kering, Kadar air tanah setelah diangin-anginkan di tempat
teduh sampai mencapai keseimbangan dengan kelengasan
atmosfer. Tegangan lengas = 106 cm H2O; 1000 bar; pF 6.
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.

6. HUBUNGAN AIR – TANAH - TANAMAN
 Tanaman memerlukan air
 Tanah menyimpan air yang dibutuhkan tanaman
 Atmosfer menyediakan energi yang diperlukan
tanaman untuk mengambil air dari tanah

7. CO2 dari Udara
Fotosintesis:
CO2 + H2O ---- Karbohidrat
(Glukosa)
Glukosa Pati
dan senyawa organik lain dalam
buah dan biji
Air dari tanah

8. CO2 dari Udara
Fotosintesis:
CO2 + H2O Karbohidrat
(Glukosa)
Glukosa Pati
dan senyawa organik lain
dalam biji
Stomata:
Pintu lalulintas CO2,
O2, dan H2O
Air dari tanah

9. Budidaya
tanaman padi sawah
memerlukan banyak air

10. KEBUTUHAN AIR
TANAMAN
A plant has different
water needs at
different stages of
growth. While a plant
is young it requires
less water than when
it is in the
reproductive stage.
When the plant
approaches maturity,
its water need drops.
Curves have been
developed that show
the daily water
needs for most types
of crops.

11. PENYERAPAN AIR OLEH TANAMAN
 Jalur penyerapan air oleh tanaman adalah melalui;
larutan air tanah  sel-sel epidermis akar (rambut
akar)  korteks  endodermis  xylem akar

12. PENYERAPAN AIR v.s KEDALAMAN AKAR
 A plant’s root depth determines the
depth to which soil water can be
extracted. A young plant has only
shallow roots and soil water deeper than
rooting depth is of no use to the plant.
Plants typically extract about 40 percent
of their water needs from the top quarter
of their root zone, then 30 percent from
the next quarter, 20 percent from the
third quarter, taking only 10 percent
from the deepest quarter. Therefore,
plants will extract about 70 percent of
their water from the top half of their total
root penetration.
 Deeper portions of the root zone can
supply a higher percentage of the crop’s
water needs if the upper portion is
depleted. However, reliance on
utilization of deeper water will reduce
optimum plant growth.
Air
diserap
40%
30%
20%
10%

13. KETERSEDIAAN AIR BAGI TANAMAN

14. KETERSEDIAAN AIR BAGI TANAMAN
 Air tersedia bagi tanaman itu berada antara layu
permanen dan keadaan kapasitas lapang
 Air tersedia (AT) = kapasitas lapang (KL) – layu
permanent (LP)
 Bila dikaitkan dengan kedalaman akar
D (KL LP)
AT rz 

100
Dimana :
AT = Air tersedia untuk tanaman (cm)
Drz = kedalaman zona perakaran tanaman (cm)
KL = kadar air dalam kondisi kapasitas lapang (%)
LP = kadar air dalam kondisi layu permanen (%)

15. KETERSEDIAAN AIR BAGI TANAMAN
 Apabila kondisi lengas tanah dijaga pada kisaran antara
KL dan θc (kadar lengas tanah kritis) kualitas hasil
tanaman lebih baik, dan untuk itu dikenal istilah air siap
tersedia, AST, (Ready Available Water, RAW)
D ( KL

) rz c  = 0,50 atau 0,60 ( KL – LP)
100
RAW
 Maksimum kekurangan air yang diperbolehkan (MKAD)
 MKAD = AST/AT
 AST = (MKAD) (AT)
= (MKAD) (Drz )(KL – LP)/100

16. KETERSEDIAAN AIR BAGI TANAMAN
 Nilai MKAD dan Kedalaman Perakaran, Drz
Beberapa Tanaman

17. PERGERAKAN AIR DALAM TANAH
Gerakan air
tanah
17
Gerakan air tanah dipengaruhi oleh kandungan air
tanah
Penetrasi air dari tnh basah ke tnh kering
(cm)
18
Tanah lembab, kadar air awal 29%
Tanah lembab, kadar air awal 20.2%
Tanah lembab, kadar air awal 15.9%
0
26 156
Jumlah hari kontak, hari
Sumber: Gardner & Widtsoe, 1921.

18. LAJU GERAKAN
AIR TANAH
18
Kecepatan gerakan air dlm tanah dipengaruhi oleh dua
faktor:
1. Daya dari air yang bergerak
2. Hantaran hidraulik = Hantaran kapiler = daya
hantar
i = k.f
dimana i = volume air yang bergerak; f = daya air yg
bergerak dan k = konstante.
Daya air yg bergerak = daya penggerak, ditentukan oleh dua faktor:
1. Gaya gravitasi, berpengaruh thd gerak ke bawah
2. Selisih tegangan air tanah, ke semua arah
Gerakan air semakin cepat kalau perbedaan tegangan semakin tinggi.
Hantaran hidraulik ditentukan oleh bbrp faktor:
1. Ukuran pori tanah
2. Besarnya tegangan untuk menahan air
Pada gerakan jenuh, tegangan airnya rendah, shg hantaran hidraulik
berbanding lurus dengan ukuran pori
Pd tanah pasir, penurunan daya hantar lebih jelas kalau terjadi
penurunan kandungan air tanah
Lapisan pasir dlm profil tanah akan menjadi penghalang gerakan air
tidak jenuh

19. PERGERAKAN AIR DALAM TANAH
Gerakan
Air Tanah Tidak
Jenuh
Gerakan tidak jenuh = gejala kapilaritas = air
bergerak dari muka air tanah ke atas melalui pori
mikro.
Gaya adhesi dan kohesi bekerja aktif pada kolom air
(dalam pori mikro), ujung kolom air berbentuk
cekung.
Perbedaan tegangan air tanah akan menentukan
arah gerakan air tanah secara tidak jenuh.
Air bergerak dari daerah dengan tegangan rendah (kadar air
tinggi) ke daerah yang tegangannya tinggi (kadar air rendah,
kering).
Gerakan air ini dapat terjadi ke segala arah dan berlangsung
secara terus-menerus.
Pelapisan tanah berpengaruh terhadap gerakan air tanah.
Lapisan keras atau lapisan kedap air memperlambat gerakan air
Lapisan berpasir menjadi penghalang bagi gerakan air dari
lapisan yg bertekstur halus.
Gerakan air dlm lapisan berpasir sgt lambat pd tegangan

20. PERKOLASI Jumlah air perkolasi
20
Faktor yg berpengaruh:
1. Jumlah air yang ditambahkan
2. Kemampuan infiltrasi permukaan tanah
3. Daya hantar air horison tanah
4. Jumlah air yg ditahan profil tanah pd
kondisi
kapasitas lapang
Keempat faktor di atas ditentukan oleh struktur dan
tekstur tanah
Tanah berpasir punya kapasitas ilfiltrasi dan daya hantar
air sangat tinggi, kemampuan menahan air rendah, shg
perkolasinya mudah dan cepat
Tanah tekstur halus, umumnya perkolasinya rendah dan
sangat beragam; faktor lain yg berpengaruh:
1. Bahan liat koloidal dpt menyumbat pori mikro &
medium
2. Liat tipe 2:1 yang mengembang-mengkerut sangat
berperan

21. Gerakan Jenuh
(Perkolasi)
Air hujan dan irigasi memasuki tanah,
menggantikan udara dalam pori makro - medium -
mikro. Selanjutnya air bergerak ke bawah melalui
proses gerakan jenuh dibawah pengaruh gaya
gravitasi dan kapiler.
Gerakan air jenuh ke arah bawah ini berlangsung
terus selama cukup air dan tidak ada lapisan
penghalang

22. Pola pergerakan air gravitasi dalam tanah

24. TUGAS
 Cari nilai KL dan TLP dari berbagai tekstur tanah
(cantumkan pustaka yang digunakan)
 Hitung nilai maksimum defisit air yang diperbolehkan
untuk tanaman jagung, jika diketahui nilai :
 KL = 80 %
 TLP = 40 %
 Titik kritis = 60 % dari AT