PELAPUKAN & PEDOGENESIS

A. Dasar-Dasar Pemikiran Mempelajari Pedogenesis

1. Sifat-sifat tanah yg terlihat skg (hor. Argilik, oksik dll) digunakan sbg bukti atau petunjuk terjadinya suatu proses pedogenesis.
2. Berbagai macam tanah yg terlihat skg ini, kebanyakan mrpkn hasil evolusi jutaan tahun.
3. Tanah sbg peghasil liat alami. Melalui proses disintegrasi & sintesis maka jumlah fraksi liat di dlm tanah smakin bertambah, dan tbtk jenis2 mineral liat baru.
4. Pengetahuan ttg paleoecology (ekologi 1-2 juta thn lalu) adh penting utk memahami sifat2 tanah.

Tanah Sbg Bahan Anatomi

Dokuchaev, Hilgard, Marbut, Kellog dll ahli tanah mengajar kita utk mengetahui sifat-sifat tanah dg cara mendeskripsikan sifat2 tanah setepat2nya.

​

​

Tanah Sebagai Pengubah Energi

Tanah dan landscape terus menerus berubah baik scr fisik, kimia maupun biologi. Tanah & vegetasi di atasnya dpt dikatakan sbg pengubah energi, penerima energy, atau pemancar energy.

Tanah Sbg Sistem Terbuka

Tanah mrpkn bagian dr ekosistem, yt masyarakat simbiotik, dmn manusia-hewan-tumbuhan slg menyediakan kebutuhan hidupnya.

​

Secara terbuka, tanah menerima bahan2 & energy yg datang dr luar tubuhnya (input = endapan baru, air hujan/pengairan, sisa tanaman, hasil pelapukan b.i) & melepaskn bahan2 & energy yg ada pd tubuhnya (output = penguapan air, penyerapan hara, emisi, erosi, pencucian.

B. Cara-Cara Mempelajari Genesis

1. Metode peubah Bebas

Faktor pbtk tanah : iklim, organisme, relief, bhn induk & waktu

Dlm metode ini, faktor pbtk tanah dianggap sbg peubah bebas, artinya tdk tegantung satu sm lain. Dlm mempelajari pengaruh msg2 faktor mk hanya satu faktor yg dianggap berpengaruh (berubah), sdg yg lain dianggap tdk berpengaruh (tetap).

2. Metode peubah tak bebas

Semua faktor pbtk tanah dianggap bergantung satu sama lain, jd msg2 faktor pbtk tanah mrp fungsi dr faktor lain.

3. Metode analisis makro

Dlm metode ini mula2 tanah dikelompokan scr makro (great group, kompleks great soil group, asosiasi tanah), kmd genesis tanah dr msg2 kelompok tsb dipelajari

​

​

Proses-Proses Pedogenik

• Dua peristiwa penting terjadi dalam perkembangan tanah adalah : horisonisasi dan haplodisasi.
• Horisonisasi adh proses dimana terjadi pembentukan profil tanah dengan pembentukan beberapa macam horison.
• Haploidisasi adh proses dimana pembentukan horison dihalangi atau terjadi pencampuran horison (misalnya pada tanah vertisol )

PROSES PEMBENTUKAN TANAH

JG’S

Suatu sistem Tanah – Interaksi dg sistem lain

JG’S

1. PROSES² PEMBENTUKAN TANAH

Proses² pembentukan tanah (pedogenic processes), meskipun prosesnya lama dlm jangkauan umur manusia, namun relatif cepat dibanding dg proses geologi yg merubah bahan induk ke dalam tanah yg sebenarnya.

• Proses² pedogenik adalah sangat kompleks dan dinamis, melibatkan banyak reaksi kimia dan biologis yg biasanya berjalan simultan di suatu tempat.
• Satu proses dapat bertentangan dg yg lain, atau dua proses berbeda dapat bekerja simultan untuk mencapai hasil yg sama.
• Proses² yg berbeda atau kombinasi proses berjalan di bawah lingkungan alamiah yg beragam.

JG’S

1. PENAMBAHAN (Additions)

3. PERUBAHAN (Transformations)

4. PEMINDAHAN (Translocations)

JG’S

2. KEHILANGAN

(Losses)

Proses² pembentukan tanah yg sangat kompleks dan dinamis tersebut secara garis besar dapat dikelompokkan menjadi 4 grup besar :

Aktivitas kombinasi dr proses² tersebut membuat diferensiasi regolit scr vertikal dan memulai pembentukan lapisan² horisontal yg jelas yang dinamakan HORISON TANAH.

JG’S

2. PENAMBAHAN (Addition)

PENAMBAHAN :

• AIR HUJAN, EMBUN DLL
• O₂ DAN CO₂ DR ATMOSFER
• N, Cl, S DR ATMOSFER
• BO SISA TANAMAN DAN HEWAN
• BAHAN ENDAPAN
• ENERGI MATAHARI

JG’S

Input dari luar ekosistem

​

Input dari atmosfir

Curah hujan, debu, deposisi lainnya

​

Input Horisontal

Banjir, pertukaran krn pasang surut, erosi, pergerakan air tanah

​

Input dari dalam ekosistem

Seresah dedaunan dan akar-akar yang mati dan kembali ke tanah (turnover)

Penambahan ke tanah

JG’S

Dapat berarti penambahan bahan tanah di dalam suatu horison. Tetapi pada umumnya berarti adanya penambahan bahan-bahan dari sekitarnya seperti yang terjadi di lembah-lembah suatu daerah

Pengkayaan (enrichment)

JG’S

Penimbunan tanah (mineral) di permukaan tanah oleh air atau angin. Merupakan proses geogenik. Misalnya di lembah-lembah di mana terjadi penimbunan bahan hasil erosi dari sekitarnya

Kumulisasi

JG’S

Akumulasi bahan organik kasar (serasah) dan humus setebal kurang dari 30 cm di atas permukaan tanah mineral.

Littering

JG’S

Pembentukan warna kelam dari warna tanah mineral terang karena pencampuran dengan bahan organik (seperti horison A₁, epipedon molik atau umbrik).

Melanisasi

JG’S

TERMASUK DI DALAMNYA :

• Bahan² dipindahkan erosi (air, angin)
• Bahan tersuspensi atau terlarut yg tercuci keluar dr dasar suatu profil tanah
• Unsur hara diambil dr tanah oleh tanaman
• Gas CO₂ hasil dr akar tanaman dan dr respirasi microba serta hewan tanah
• Gas lain seperti nitric oxide, nitrous oxide dan nitrogen yg dihasilkan oleh bakteri denitrifikasi
• Gas methane yg dihasilkan di bawah kondisi anaerob

3. KEHILANGAN (Loss)

JG’S

Zona pencucian (eluviation) maksimum; kehilangan bahan organik, liat, dan atau oksida² besi (Fe)

Sama dengan eluviasi tetapi pada umumnya pencucian berarti hilang dari solum tanah. Merupakan proses pendahuluan yang diperlukan sebelum translokasi koloid dapat berlangsung

Pencucian (leaching)

E (eluvial), horizon pencucian

JG’S

Pencucian juga terjadi pada unsur hara misalnya kalium (K), nitrogen-nitrat dll

Pencucian Nitrat (NO₃)

JG’S

Penghanyutan lapisan atas tanah oleh titik air hujan, air runoff (aliran permukaan), angin, solifluction, creep dan proses-proses mass waste yg lain.

Erosi permukaan

Proses Erosi Air

Proses Erosi Angin

JG’S

mass waste

Erosi Air

Erosi Angin

JG’S

Longsor - mass wasting

JG’S

4. ALIH-TEMPAT (Translocation)

ALIH-TEMPAT/PEMINDAHAN

​

• LIAT, BO, Fe, Al DARI ATAS KE BAWAH
• UNSUR HARA DARI BAWAH KE ATAS
• TANAH DARI BAWAH KE ATAS DSBALIKNYA
• GARAM DARI BAWAH KE ATAS

JG’S

OLEH AIR

• Pencucian (leaching) 🡪 bahan dalam suspensi atau larutan berpindah dari horisan atas (eluviasi) ke horison bawah (illuviasi)
• reduksi kimia dari besi dan aluminium dlm permukaan air tanah dpt membuah unsur tsb mobil🡪menghasilkan gleisasi (warna glei)
• perpindahan dan akumulasi ke atas dr garam² jika evapotranspirasi melebihi presipitasi (curah hujan)
• pembasahan dan pengeringan liat 🡪 menyebabkan retakan, dan bahan lain dpt tercuci masuk ke retakan teresebut

​

OLEH ES

Pencairan dan pembekuan es 🡪 menghasilkan perpindahan partikel tanah. Mungkin juga menyebabkan perpindahan batuan ke permukaan (terutama pd tanah tekstur halus)

​

OLEH BIOTIK

Pemindahan oleh cacing, semut, rayap, pemindahan oleh hewan besar (tikus, marmut, kelinci dll) dan oleh manusia (konstruksi/bangunan, pertanian, kehutanan dll)

JG’S

Eluviasi : Pemindahan bahan-bahan tanah dari satu horison ke horison lain. Dua aspek dari eluviasi adalah mobilisasi dan translokasi.

Iluviasi : Penimbunan bahan-bahan tanah dalam suatu horison. Dua aspek : translokasi dan immobilisasi.

Eluviasi

Iluviasi

JG’S

Kalsifikasi : Proses Akumulasi CaCO₃ misalnya pada horison C-ca atau mungkin horison lain

Dekalsifikasi : Proses dimana terjadi pemindahan CaCO₃ dari satu atau lebih horison tanah (eluviasi CaCO₃ ). Di daerah beriklim basah (humid) proses ini dapat menghasilkan pencucian CaCO₃ dari seluruh profil, sedang di daerah beriklim kering (arid), CaCO₃ akan berakumulasi di lapisan bawah dalam proses kalsifikasi.

CaCO₃

JG’S

Salinisasi : Akumulasi garam² mudah larut seperti garam² sulfat dan khlorida dari kalsium, magnesium, natrium dan kalium. Terjadi di daerah-daerah subhumid, semi arid, arid dan beberapa pantai daerah humid di mana tanah diperkaya dengan garam² lebih cepat dari proses pencucian.

Desalinisasi : pemindahan garam-garam mudah larut dari suatu horison atau dari seluruh profil yang sebelumnya terdapat akumulasi garam

JG’S

Kerak garam di permukaan tanah

Tanah terpengaruh garam, kristal putih garam pd lapisan gelap

Salinisasi tanah Aluvial

JG’S

Akumulasi ion-ion Na dalam kompleks jerapan. Karena daya larut Na₂CO₃ lebih dari 100 kali lebih besar dari daya larut MgCO₃ dan CaCO₃, maka kedua senyawa terakhir ini mengendap lebih dulu, sehingga larutan kaya dengan ion Na⁺ dan terjadilah akumulasi ion Na dalam kompleks jerapan

Tanah² Sodik atau tanah² Alkalin

Alkalinisasi (Solonisasi)

JG’S

Pencucian ion² Na dan garam-garam dari horison natrik. Ion-in Na tercuci dari komleks jerapan. Proses ini dapat meyebabkan dispersi liat karena ion-ion Na menjadi terhidratasi. Dispersi dapat dihindarkan bila air yang digunakan untuk mencuci banyak mengandung Ca⁺⁺ atau Mg⁺⁺ yang dapat menggantikan ion-ion Na dalam kompleks jerapan.

Dealkanisasi (solodisasi)

Tanah Salin di Pampanga, Philippines

Tanah Alkalin direklamasi 14 tahun

JG’S

Tanah Alkalin

JG’S

Pencampuran secara biologi atau fisik (basah dan kering yang bergantian) dari horison-horison tanah sehingga tanah menjadi homogen (perbedaan horison-horison tidak jelas)

Pedoturbasi

JG’S

Pemindahal Al dan Fe dan atau bahan organik secara kimia, sehingga Si tertinggal dan meningkat konsentrasinya (silikasi).

Podzolisasi

Podzol dg eluvial horison warna putih dan dipisahkan oleh iluviasi humus dan besi horison B dibawahnya

JG’S

Dua gambar Podzol yg sudah matang (tua) dg horison spodik yg jelas. Spodik adalah horison akumulasi bahan organik di horison B yaitu lapisan tipis warna gelap yg menandai batas horison A tercusi putih abu-abu dengan horison B coklat.

JG’S

Pemindahan silika secara kimia, keluar dari solum, sehingga konsentrasi Al da Fe (seskuioksida) meningkat (goetit, gibsit, dll) dengan atau tanpa pembentukan batu besi (iron stone, laterit, plinthite yang mengeras) dan konkresi.

Laterit coklat kemerahan diatas saprolit berwarna lebih muda, tipikal lateritisasi batuan basalt.

Desilikasi ( feralisasi, feritisasi, allitisasi)

JG’S

Pelepasan besi dari mineral primer dan dispersi partikel-partikel besi oksida yang makin meningkat. Besarnya oksidasi dan hidrasi menentukan warna-warna coklat (braunifikasi), coklat kemerahan (rubifikasi), atau merah (feruginasi).

Braunifikasi, Rubifikasi, Feruginasi

warna coklat (braunifikasi)

coklat kemerahan (rubifikasi)

merah (feruginasi).

JG’S

Reduksi besi dalam keadaan anaerobik (tergenang air) sehingga terbentuka warna kebiruan atau kelabu kehijauan dengan atau tanap bercak cokelat, kuning atau hitam, konkresi besi atau mangan.

Gleisasi krn air tanah 🡪 warna kelabu-kebiruan dg karatan warna merah (oksida besi, FeO)

Gleisasi

JG’S

1. Proses ini mencerminkan reaksi oksidasi-reduksi dalam tanah

​

• Reduksi kimia unsur besi (Fe) dan juga mangan (Mn), pd tanah drainase buruk :

Fe³⁺ + e^- 🡨🡪 Fe²⁺

​

3. Proses ini menghasilkan profil tanah yang warnanya, biru, hijua, kelabu, dan umumnya warna-warna “terendam air”

​

• Proses ini bukan merupakan “bentuk yang cepat” dari pelapukan kimiawi

Gleisasi (Gleization)

JG’S

5. ALIH-RUPA (Transformation)

ALIH-RUPA/PERUBAHAN :

• BO KASAR 🡪 HUMUS
• PASIR MENJADI DEBU, TERUS LIAT
• PEMBENTUKAN STRUKTUR TANAH
• PELAPUKAN MINERAL 🡪 MENJADI LIAT
• PEMBENTUKAN KONKRESI

JG’S

• Perubahan² bahan organik dan mineral
• Organik 🡪 dekomposisi
• Ekstrak polifenol dr serasah daun membantu memobilisasi besi dan menambah pencuciannya
• Cheluviasi 🡪 pengkelatan atau kompleksasi senyawa organik dg besi dan aluminium 🡪 tercuci

​

• Liat
• Translokasi dan penggabungan liat dg partikel² dan gumpalan² sebagai selaput liat (clay skins)
• Partikel² liat baru dapat terlapuk dari batuan tertentu seperti napal (shale)

​

• Kalsium (Ca)
• Bergerak tercuci diseluruh profil senyawa terlarut 🡪 menyebabkan tanah semakin masam di lapisan atas dan semakin basa di lapisan bawah.

Transformasi

JG’S

selaput liat (clay skins) pd struktur tanah

JG’S

Dekomposisi : Pengancuran dan penguraian bahan mineral dan bahan organik.

Sintesis : Pembentukan partikel mineral atau bahan organik baru.

Dekomposisi Bahan Organik 🡪 Humus

JG’S

Dekomposisi mineral. Kerak karatan coklat kekuningan karena dekomposisi mineral markasit dalam air hujan, meninggalkan jarosit (mineral sulfida kekuningan) dan limonit (karatan coklat oksida besi). Dekomposisi markasit ini melepaskan asam sulfat, arsenik dan merkury.

JG’S

Pelepasan padatan-oksida (oxide solids) karena penghancuran (dekomposisi) bahan organik. Dekomposisi ini menghasilkan bahan organik struktur-sederhana larut, senyawa mineral seperti nitrat dan kation² logam serta gas (umumnya CO₂)

Mineralisasi

Mineralisasi dan Immobilisasi Fosfor (P)

JG’S

Mineralisasi N-organik (dr sisa tanaman, hewan dan pukan) dilakukan oleh mikroorganisme (nitrobakter dan nitrosomonas) menghasilkan atau melepaskan amonium (NH₄⁺) dan nitrat (NO₃^-)

Mineralisasi dan Immobilisasi Nitrogen (N)

JG’S

Humifikasi

Perubahan bahan organik kasar menjadi humus

JG’S

JG’S

Proses akumulasi bahan organik setebal lebih dari 30 cm (pembentukan tanah gambut, Histosol). Merupakan proses geologi.

Paludisasi

JG’S

Perubahan-perubahan secara kimia, biologi dan fisik dari tanah organik setelah udara dapat masuk ke dalam tanah (setelah perbaikan drainase) 🡪 aktivitas mikrobiologi meningkat.

Ripening (pematangan)

JG’S

JG’S

Loosening : Volume pori² tanah bertambah, karena kegiatan tanaman, binatang, manusia atau proses fisika lain dan pemindahan bahan² tanah dengan pencucian.

Hardening : Volume pori² tanah berkurang karena pemadatan, atau pengisian pori² oleh bahan² tanah halus, karbonat, silika atau bahan² lain.

Loosening

Hardening

JG’S

Hardening

Hardening

JG’S

JG’S