Ilmu Tanah

Ilmu tanah ; ilmu mempelajari seluk beluk tanah. Tanah ; lapisan menyeliputi bumi antara litosfer (batuan membentuk kerak bumi) and atmosfer. Tanah ; tempat tumbuhnya tanaman & mendukung hewan & manusia.

Tanah berasal dr pelapukan batuan dgnbantuan tanaman & organisme, membentuk tubuh unik menyelaputi lapisan batuan. Proses pembentukan tanah dikenal sebagai pedogenesis. Proses unik ni membentuk tanah sebagai tubuh alam terdiri atas lapisan-lapisan atau disebut sebagai horizon. Setiap horizon bisa menceritakan mengenai asal & proses-proses fisika, kimia & biologi telah dilalui tubuh tanah tersebut.

Hans Jenny (1899-1992), seorang pakar tanah asal Swis bekerja di Amerika Serikat, dalam bukunya Factors of Soil Formation (1941) mengajukan konsep pembentukan tanah sebagai:

S = f(cl, o, r, p, t).

S ; Soil (Tanah), cl = climate (iklim), o = organism, r = relief (topografi), p = parent material (bahan induk atau batuan), t = time (waktu).

Selain mempelajari faktor & proses pembentukan tanah, ilmuwan tanah juga mempelajari sifat-sifat & proses-proses fisika, kimia & biologi dalam tanah. Hingga lahirlah disiplin-disiplin

1. Pedologi
2. Fisika tanah
3. Kimia tanah
4. Biologi tanah
5. Konservasi tanah
6. Mekanika tanah
7. Pemetaan & survey tanah
8. Pedometrika

Sejarah ilmu tanah di Indonesia

Klasifikasi tanah di Indonesia paling kerap digunakan ; sistem Dudal-Soepraptohardjo (1957-1961): Dudal, R., and M. Soepraptohardjo. 1957. Soil Classification in Indonesia. Pusat Penelitian Tanah & Agroklimat, Bogor.

Namun belakangan ni diganti dgnsistem USDA Soil Taxonomy. Dalam penggunaannya, sistem USDA ni memberikan penjelasan jauh lebih mudah dibandingkan sistem klasifikasi lain, hingga sistem USDA ni biasa disertakan dalam pengklasifikasian tanah selain sistem FAO & PPT (Pusat Penelitian Tanah). Nama jenis tanah pada klasifikasi ni ; :

1. Entisol
2. Inceptisol
3. Alfisol
4. Ultisol
5. Oxisol
6. Vertisol
7. Mollisol
8. Spodosol
9. Histosol
10. Andosol
11. Aridisol
12. Gleisol

Ilmu tanah di Indonesia Pertama diajarkan di Fakultas Pertanian Universitas Indonesia (adalah kelanjutan dr Lanbouw Hogeschool didirikan 1940) olh staf pengajar dr Belanda Prof. Dr. Ir. F.A. van Baren (pakar agrogeologi & mineralogi) & Prof. Dr. H.J. Hardon (pakar ilmu tanah & kesuburan tanah). Kemudian digantikan olh Drs. F.F.F.E. van Rummelen & Dr. J. van Schuylenborgh. Akibat nasionalisasi, sejak tahun 1957 digantikan olh Drs. Manus & Dr. Ir. Tan Kim Hong. Penelitian tanah di Indonesia mulai saat Indonesia masih dalam kekuasaan kolonial Belanda olh Dr. E.C.Jul. Mohr (1873–1970). Dr. Mohr bertugas di Indonesia sebagai kepala Pusat Penelitian Tanah & Agroklimat Laboratorium Voor Agrogeologie en Grond Onderzoek di Bogor telah menjalankan survai di Indonesia sejak tahun 1920. Beliau menerbitkan bukunya tahun 1933:

Mohr, E.C.J., 1933. De Bodem der Tropen in het Algemeen, en die van Nederlandsch-Indie in het Bijzonder. (Tanah-tanah di Daerah Tropis, dgnrujukan khusus di Hindia Belanda).

Buku tersebut memaparkan iklim & komposisi tanah di berbagai tempat di Sumatera, Jawa, Bali, Lombok, Sumbawa, Timor, Papua, Maluku, Halmahera, Kalimantan & Sulawesi, disempurnakan & diedarkan kembali:

Mohr, E.J.C., van Baren, F.A. and van Schuylenborgh, J., 1972. Tropical soils: a comprehensive study of their genesis. 3rd edition. Mouton – Ichtiar Baru – van Hoeve, The Hague.

Buku ni masih menjadi rujukan bagi pakar tanah di daerah tropis sampai sekarang.

1. Pedologi

Pedologi ; cabang ilmu tanah mempelajari sifat & ciri tanah serta proses pembentukan tanah. Pedologi berasal dr bahasa Rusia pedologiya, dalam bahasa Yunani pedon = tanah. Dalam pedologi dipelajari genesa tanah, morfologi tanah, & klasifikasi tanah.



2. Fisika tanah

Fisika tanah ; cabang dr ilmu tanah membahas sifat-sifat fisik tanah, pengukuran & prediksi serta kontrol (pengaturan) proses fisika terjadi dalam tanah. Karena pengertian fisika meliputi materi & energi, maka fisika tanah membahas pula status & pergerakan material serta aliran & transformasi energi dalam tanah.

Tujuan Fisika tanah bisa dilihat dr 2 sisi:

1) Dalam satu sisi, tujuan kajian fisika tanah ; untuk memberikan pemahaman dasar tentang mekanisme pengaturan perilaku (fisika & kimiawi) tanah, serta perannya dalam biosfer, termasuk proses saling hubungan dalam pertukaran energi di dalam tanah, serta siklus air & material bisa diangkutnya.

2) Pada sisi lainnya, pemahaman fisika tanah bisa digunakan sebagai asas untuk manajemen sumberdaya tanah & air, termasuk kegiatan irigasi, drainasi, konservasi tanah & air, pengolahan tanah & konstruksi.

Olh karena seperti itufisika tanah bisa dipandang sebagai ilmu dasar sekaligus terapan dgnmelibatkan berbagai cabang ilmu lain termasuk ilmu tanah, hidrologi, klimatolologi, ekologi, geologi, sedimentologi, botani & agronomi.

3. Kimia Tanah

1) Komponen Aktif Tanah

Tekstur tanah tersusun dr tiga komponen, yaitu: pasir, debu & liat. Ketiga komponen tersebut dibedakan berdasarkan ukurannya berbeda. Partikel pasir berukuran antara 200 mikrometer sampai dgn2000 mikrometer. Partikel debu berukuran antara 2 mikrometer sampai dgnkurang dr 200 mikrometer. Partikel liat berukuran kurang dr 2 mikrometer. Makin halus ukuran partikel penyusun tanah tersebut akan memiliki luas permukaan partikel per satuan bobot makin luas. Partikel tanah memiliki permukaan lebih luas memberi kesempatan lebih banyak terhadap terjadinya reaksi kimia. Partikel liat persatuan bobot memiliki luas permukaan lebih luas dibandingkan dgnkedua partikel penyusun tekstur tanah lain (seperti: debu & pasir). Reaksi-reaksi kimia terjadi pada permukaan patikel liat lebih banyak daripada terjadi pada permukaan partikel debu & pasir persatuan bobot sama. Dgndemikian, partikel liat ; komponen tanah paling aktif terhadap reaksi kimia, hingga sangat menentukan sifat kimia tanah & mempengaruhi kesuburan tanah.

2) Beberapa Sifat Kimia Tanah

Beberapa sifat kimia tanah penting untuk diketahui & dipahami, meliputi: (1) pH tanah, (2) kandungan karbon organik, (3) kandungan nitrogen, (4) rasio karbon & nitrogen (C/N), (5) kandungan fosfor tanah, terdiri dari: P-tersedia & P-total tanah, (6) kandungan kation basa bisa dipertukarkan, (7) kandungan kation asam, (8) kejenuhan basa (KB), & (9) kapasitas tukar kation (KTK), mencakup: KTK liat, KTK tanah, KTK efektif, KTK muatan permanen & KTK muatan tergantung pH tanah, serta (10) kejenuhan aluminium.

4. Biologi Tanah

Definisi & lingkup kajian Biologi Tanah, perkembangan studi biologi tanah, tanah sebagai habitat organisme tanah, mikroflora & fauna tanah, sumber energi & nutrisi organisme tanah, akar tanaman & rhizosfer, interaksi organisme tanah, hubungan sifat tanah dgnorganisme tanah, mikoriza, transformasi karbon, transformasi nitrogen, fiksasi nitrogen, transformasi sulfur, fosfor & unsur lain, bioremediasi, pengomposan, gas global, bioindikator, kualitas tanah, intensifikasi pertanian & organisme tanah.

5. Konservasi Tanah

Konservasi tanah & air adalah cara konvensional cukup mampu menanggulangi masalah diatas. Dgnmenerapkan sisitem konservasi tanah & air diharapkan bolh menanggulangi erosi, menyediakan air & meningkatkan kandungan hara dalam tanah serta menjadikan lahan tak kritis lagi. Ada 3 metode dalam dalam melakukan konservasi tanah & air yaseperti itumetode fisik dgnpegolahan tanahnya, metode vegetatif dgnmemanfaatkan vegetasi & tanaman untuk mengurangi erosi & penyediaan air serta metode kimia yaseperti itumemanfaatkan bahan2 kimia untuk mengaawetkan tanah.

Menurut Sitanala Arsyad (1989), Konservasi Tanah ; penempatan setiap bidang tanah pada cara penggunaan sesuai dgnkemampuan tanah tersebut & memperlakukkannya sesuai dgnsyarat-syarat diperlukan agar tak terjadi kerusakan tanah.

Sedangkan konservasi Air menurut Deptan (2006) ; upaya penyimpanan air secara maksimal pada musim penghujan & pemanfaatannya secara efisien pada musim kemarau. Konservasi tanah & konservasi air selalu berjalan beriringan dimana saat melakukan tindakan konservasi tanah juga di lakukan tindakan konservasi air.

6. Mekanika tanah

Mekanika tanah ; bagian dr geoteknik adalah salah satu cabang dr ilmu teknik sipil, dalam bahasa Inggris mekanika tanah berarti soil mechanics atau soil engineering & Bodenmechanik dalam bahasa Jerman.

Istilah mekanika tanah diberikan olh Karl von Terzaghi pada tahun 1925 melalui bukunya "Erdbaumechanik auf bodenphysikalicher Grundlage" (Mekanika Tanah berdasar pada Sifat-Sifat Dasar Fisik Tanah), membahas prinsip-prinsip dasar dr ilmu mekanika tanah modern, & menjadi dasar studi-studi lanjutan ilmu ini, hingga Terzaghi disebut sebagai "Bapak Mekanika Tanah".

7. Pemetaan Tanah Digital

Pemetaan Tanah Digital (disingkat PTD) atau Digital soil mapping ; cabang baru adalah Ilmu tanah terapan.

PTD bisa didefenisikan sebagai penciptaan & pengisian sistem informasi tanah dgnmenggunakan metode-metode observasi lapangan & laboratorium digabungkan dgnpengolahan data secara spatial ataupun non-spatial. Metode PTD menggunakan variabel-variable pembentuk tanah bisa diperolh secara digital (misalnya remote sensing, digital elevation model, peta-peta tanah) untuk mengoptimasi survai tanah di lapangan. Tujuan PTD ; menggunakan variabel-variable pembentuk tanah untuk menprediksi sifat & ciri tanah keseluruhan area survai dalam Sistem Informasi Geografis.

Dgnkata lain PTD ; proses kartografi tanah secara digital. Namun PTD bukan berarti mentransformasikan peta-peta tanah konvensionil menjadi digital. Proses PTD menggunakan informasi-informasi dr survai tanah lapangan digabungkan dgninformasi tanah secara digital, seperti citra (image) remote sensing & digital elevation model.

Dinandingkan dgnpeta tanah konmvensional, dimana batas-batas tanah digambar secara manual berdasarkan pengalaman surveyor subyektif. Namun dalam PTD teknik-teknik automatis dalam Sistem Informasi Geografis digunakan untuk menproses informasi-informasi tanah dgnlingkungannya.

Fisika tanah juga erat kaitannya dgnmekanika tanah, dinamika tanah & teknik sipil.

Area penelitian fisika tanah bisa mencakup:

* Pengukuran & kuantifikasi sifat fisik tanah di lapangan
* Transportasi materi & energi (berupa air, udara, panas) di dalam tanah
* Manajemen air untuk irigasi

8. Pedometrika

Pedometrika atau Pedometri ; aplikasi metode matematika & statistika dalam mempelajari genesa & distribusi tanah. Kata Pedometri diberikan olh Prof. Alex. McBratney dr University of Sydney sebagai cabang baru dalam Ilmu tanah.

Pedometrika berasal dr kata Yunani pedon (tanah) & metron (pengukuran) & digunakan sebagai analogi dgnilmu-ilmu biometri, ekonometri & ilmu paling awal geometri. Jadi Pedometri menggabungkan dua cabang ilmu pedologi & matematika-statistika.

Pedometri bisa juga dijelaskan sebagai ilmu tanah dalam ketidak-pastian. Pedometri membahas masalah-masalah dalam ilmu tanah di mana terbisa ketidakpastian akibat kurangnya pengetahuan mengenai sifat, ciri, & proses tanah.

Dr defenisi ni kita melihat bahwa topik pedometri bisa membahas masalah klasifikasi tanah dgnmengunakan sistem komputer atau klasifikasi numerik. Tetapi model simulasi sendiri tak bolh dikatakan sebagai pedometri, namun model simulasi proses pembentukan tanah bisa dianggap sebagai disiplin pedometri.

Pedometri bisa dilihat sebagai refleksi dr aplikasi ilmu-ilmu baru seperti Sistem Informasi Geografis, wavelet, Teori chaos, fraktal, geostatistika, Logika Fuzzy & data mining dalam studi model proses tanah. Pedometri juga sebagai jawaban dr penemuan teknologi baru & komputer seperti GPS, sensor tanah, pengindraan jarak-jauh (remote sensing) & pengindraan jarak-dekat (proximal sensing). Salah satu cabang baru muncul dr pedometri ; Digital Soil Mapping, atau Pemetaan Tanah Digital.