Soil processes affecting crop production in salt-affected soils

Review Jurnal
Soil processes affecting crop production in

salt-affected soils

Disusun oleh kelompok 3 :

Rizki Saddik Ismail                            150510160013

Widara Almaghfirah Ismail                150510160025

Virna Fitriani Dewi                            150510160062

Firdha Beliana P                                150510160101

Syachnurul Avelia M                         150510160142

PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS PADJADJARAN

2018
KATA PENGANTAR

            Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmatNYA sehingga makalah ini dapat tersusun hingga selesai . Tidak lupa kami juga mengucapkan banyak terimakasih atas bantuan dari pihak yang telah berkontribusi dengan memberikan sumbangan baik materi mau pun pikirannya untuk menyelesaikan makalah kami ini.

Dan harapan kami semoga makalah ini dapat menambah pengetahuan dan  pengalaman bagi para pembaca, Untuk ke depannya dapat memperbaiki bentuk maupun menambah isi makalah agar menjadi lebih baik lagi.

Karena keterbatasan pengetahuan maupun pengalaman kami, Kami yakin masih banyak kekurangan dalam makalah ini, Oleh karena itu kami sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari pembaca demi kesempurnaan makalah ini.

Jatinangor, April 2018

Penyusun

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR.........................................................................................................    2

DAFTAR ISI ......................................................................................................................    3

BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................................    4

1.1 Latar Belakang .............................................................................................................    4

1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................................    5

1.3 Tujuan …………………………………………………………………………….......    5

BAB II PEMBAHASAN ...................................................................................................    6

2.1 Klasifikasi Tanah yang Terkena Dampak Garam……………………………….........    6

2.2 Efek Tekanan Osmosis dari Larutan Tanah pada Tanaman …………………………..  7

2.3 Efek Osmotic atau Ionic pada Perbedaan Tingkat Salinitas ……………………….....    9

2.4 Dinamisasi Air Tanah dan Tekanan Osmotik Serta Hubungannya dengan Kondisi

Cuaca ………………………………………………………………………………………  9

2.5 Hubungan Perubahan Cuaca dan Transisi Salinitas ……………………………......... 10

2.6 Reaksi Tanah yang Berhubungan dengan Produksi Tanaman di Tanah yang

Mengandung Garam ……………………………………………………………………… 11

BAB III PENUTUP ............................................................................................................ 12

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................ 10

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Salinitas tanah menjadi isu utama dalam pertanian global ketika faktor tanah dan lingkungan berkontribusi pada akumulasi garam di lapisan tanah di atas tingkat yang berdampak buruk pada produksi tanaman. Di seluruh dunia, lebih dari 800 juta hektar lahan diperkirakan terkena garam (FAO 2008). Tanah-tanah ini mencakup berbagai tanah yang didefinisikan sebagai salin, salin-sodik dan sodik (Ghassemi et al. 1995). Meskipun asumsi umum adalah bahwa tanah yang terkena garam terjadi terutama di iklim kering dan semi kering, tanah ini sebenarnya ditemukan di setiap zona iklim di setiap benua kecuali Antartika. Semua jenis tanah dengan beragam sifat morfologi, fisik, kimia dan biologi dapat dipengaruhi oleh salinitas (Rengasamy 2006).

Di daerah kering (arid) dan semi arid, air di dalam tanah mengalami evaporasi akibat panas dan suhu tinggi, sehingga garam-garam yang larut dalam air terakumulasi di lapisan atas tanah membentuk tanah salin, sodik dan salin-sodik.

Tanah sodik dikenal dengan tanah alkalin hitam karena adanya bahan organik di permukaan tanah bercampur dengan garam-garam. Pada tanah sodik, kandungan Na yang tinggi ini dapat mendispersi koloid-koloid tanah dan menimbulkan penyakit nutrisional pada kebanyakan tanaman.

Ketika akumulasi garam di lapisan tanah berada di atas tingkat yang mempengaruhi produksi tanaman, memilih tanaman yang toleran terhadap garam dan mengelola salinitas tanah adalah strategi penting untuk meningkatkan ekonomi pertanian. Di seluruh dunia, lebih dari 800 juta hektar tanah dipengaruhi oleh garam, dengan berbagai tanah yang didefinisikan sebagai garam, asam-garam, alkalin-garam, asam salin-sodik, saline-sodik, alkalin-sodik, sodik, asam-sodik dan alkalin-sodik. Jenis salinitas berdasarkan proses tanah dan air tanah adalah salinitas yang berhubungan dengan air tanah (salinitas lahan kering), salinitas transien (lahan salin kering) dan salinitas irigasi. Makalah ini membahas proses-proses tanah di lapangan yang menentukan interaksi antara lingkungan zona-root dan respons tanaman terhadap peningkatan tekanan osmotik atau konsentrasi ion spesifik. Dinamika air tanah, stabilitas struktural tanah, kelarutan senyawa dalam kaitannya dengan pH dan pE dan nutrisi dan gerakan air semua memainkan peran penting dalam pemilihan dan pengembangan tanaman toleran terhadap salinitas.

1.2  Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah yang akan dikaji yakni sebagai berikut :

1. Bagaimana proses-proses tanah dilapangan mempengaruhi respon tanaman terhadap peningkatan tekanan osmotik?
2. Faktor apa saja yang memiliki peran penting dalam pemilihan dan pengembangan tanaman toleran terhadap salinitas?

1.3  Tujuan

Adapun tujuannya diantaranya sebagai berikut :

1. Untuk mengetahui Bagaimana proses-proses tanah dilapangan mempengaruhi respon tanaman terhadap peningkatan tekanan osmotik?
2. Untuk mengetahui Faktor apa saja yang memiliki peran penting dalam pemilihan dan pengembangan tanaman toleran terhadap salinitas?

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Klasifikasi Tanah yang Terkena Dampak Garam

      Unsur pokok yang menjadi kation dari garam terlarut pada tanah adalah natrium, kalsium, dan magnesium sedangkan anion adalah klorida, sulfat, dan karbonat. Untuk tanah Australia, umumnya, tanah salin dan sodik mengandung banyak natrium  dan klor. Saat partikel tanah menyerap natrium cukup banyak diatas batas normal, maka tanah akan menjadi sodik. Efek dari sodisitas (dikarakterisasi dari presentase natrium yang dapat ditukar atau ESP dan rasio penyerapan natrium atau SAR) dapat dilihat hanya jika garam tercuci dibawah ambang batas dan ketika kekuatan ionis dari larutan tanah sangat rendah (detail ada pada Rengasamy dan Olsson 1991). Karena SAR berhubungan dengan sodisitas tanah, untuk menentukan SAR dan EC dapat dilakukan dengan menggunakan ekstrak tanah, sehingga dapat mengkarakterisasi kondisi salin. SAR memiliki rumus:

 

dimana konsentrasi Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ ditentukan dalam mmol L^-1_.

        Ketika hujan tidak cukup untuk membuat garam tercuci dari profil tanah, garam diakumulasi dalam lapisan subsoil, menjadikan lapisan atasnya tidak salin tetapi menjadi sodik. Bagaimanapun, lama kelamaan lapisan sodik mengakumulasi garam karena terhalangnya pergerakan air (Rengasamy 2002).

 

      Kategori menurut gambar berdasarkan pengamatan analitik tanah, tidak dipengaruhi bagaimana garam diakumulasi pada tanah. Menurut gambar, nilai SAR diatas 6 dapat diklasifikasikan sebagai tanah sodik, jika menurut Australian Criteria of Sodicity (Isbell, 1996). Umumnya, tanah dengan kandungan liat yang tinggi yang sering menjadi tanah sodik. Kategori tanah yang terkena garam berdasarkan rasio adsorpsi natrium (SARe) dan konduktivitas listrik (ECe) yang diukur dalam tanah ekstrak saturasi dan pH 1: 5 diukur dalam suspensi air tanah dan mekanisme yang mungkin berdampak pada tanaman. Toksisitas, kekurangan atau ketidakseimbangan ion karena elemen lain (misalnya B, K, N, P) akan bergantung pada komposisi ionik dari larutan tanah.

Persiapan tanah ekstrak jenuh sangat sulit dan mahal. Ekstrak jenuh sering digunakan di Amerika Serikat dan bagian lain dunia dan oleh karena itu untuk bandingkan data penelitian, khususnya ambang batas toleransi garam untuk tanaman berdasarkan ECe, konversi EC1: 5 menjadi ECe (Kelly dan Rengasamy 2006).

Secara umum, ada 3 jenis salinitas berdasarkan proses air tanah yang ditemukan di seluruh bagian dunia, yaitu groundwater associated salinity, transient salinity dan irrigation salinity (Rengasmy 2006).

1.      Associated salinity, atau biasa disebut dryland salinity terjadi ketika ada air tanah muncul ke permukaan dan mengandung garam terlarut. Pada sebuah lahan dimana permukaan air tanah sangat dalam dan drainase sangat buruk, garam yang di bawa oleh hujan, akan terakumulasi dalam profil tanah.

2.      Transient salinity terjadi dimana konsentrasi garam berubah-ubah seiring dengan perubahan cuaca dan hujan, dan garam akan terakumulasi pada lapisan tanah dan lapisan tanah ini akan menjadi area tanah sodik. Tanah jenis ini terdapat 2,5x10⁸ ha di Australia.

3.      Irrigation salinity disebabkan garam yang terlarut datang bersamaan dengan air irigasi, dimana akan disimpan diantara area perakaran karena kurangnya pencucian. Tanah jenis ini terdapat seluas 5,7x10⁶ ha di Australia.

2.2  Efek Tekanan Osmosis dari Larutan Tanah pada Tanaman

Rengasamy(2010) melakukan percobaan pot pada pertumbuhan gandum menggunakan lempung tanah berpasir dan berbagai larutan elektrolit seperti NaCl,CaCl_2,Na₂SO₄ dan larutan nutrisi Hoagland, mendorong tingkat EC yang berbeda dari larutan tanah. Kadar air tanah di pot dipertahankan pada kapasitas lapangan untuk 25 hari pertama pertumbuhan. Selisih produksi bahan kering setelah 40 hari dari pertumbuhan menunjukkan tekanan osmotik terus menerus sebagaimana EC dari larutan tanah meningkat 0,7-41,0 dS m^-1. Efek osmotik menjadi dominan dan menghambat pertumbuhan tanaman saat larutan tanah EC meningkat di atas 25 dS m^-1.

Kelly dan Rengasamy(2006) menggambar diagram skematik yang berkaitan dengan EC dari larutan tanah (dan tekanan osmotik terkait larutan tanah) atas dasar percobaan pot dan observasi lapangan dan menyimpulkan bahwa efek osmotik salinitas merupakan faktor penting dalam mengurangi hasil panen pada kondisi tanah kering. Pada diagram, ditunjukkan bahwa peningkatan pengaruh tekanan osmotik larutan tanah pada hasil panen yang lebih besar ketika tekanan meningkat hingga lebih dari 700 kPa. Hal ini jelas bahwa efek osmotik, mengurangi serapan air tanaman, mengurangi hasil panen sehingga akan merugikan secara ekonomis apabila tekanan osmotik larutan tanah adalah di atas 1000 kPa.

Data pada Tabel 1 mendukung bahwa penurunan hasil panen akibat salinitas adalah terkait dengan persentase air tersedia dan tidak diambil oleh tanaman di tanah yang terkena salinitas sementara atau transcient salinity. Data yang disajikan dalam Tabel 1 adalah rata-rata dari pengamatan di tujuh tanah yang berbeda di Australia Selatan.

Serapan air berkurang gandum karena salinitas juga telah ditunjukkan dalam percobaan pot (Rengasamy 2010).Ditemukan dalam percobaan pot ini bahwa sebagai EC tanah solusi meningkat, air yang tidak terpakai di tanah pot meningkat dan persentase yang tinggi dari air yang tidak terpakai (89-96%) tampak jelas ketika larutan tanah EC adalah>22,6 dS m-1.

2.3  Efek Osmotic atau Ionic pada Perbedaan Tingkat Salinitas

Menggunakan model yang disarankan oleh Munns etal.(2006)dan Rengasamy(2010), gandum tumbuh di pot tanah diobati dengan NaCl atau larutan nutrisi Hoagland pada tingkat salinitas yang berbeda, disimpulkan sebagai berikut:

a.       Pada tingkat rendah salinitas (7,0 dS m^-1)_, efek osmotik terjadi terus menerus selama seluruh periode pertumbuhan. Namun, setelah ~ 25 hari pertumbuhan, ada perbedaan antara NaCl dan larutan Hoagland, menunjukkan efek ion Na dalam menghambat pertumbuhan.

b.      Namun, pada tingkat yang lebih tinggi dari salinitas larutan tanah (30,0 dS m^-1), efek osmotik terjadi sangat dominan dan efek ion Na sangat minim. Dengan demikian, tampak bahwa di atas 'nilai ambang larutan tanah EC', efek osmotik adalah mekanisme yang dominan dan efek ion mungkin akan sangat signifikan pada tingkat  EC yang lebih rendah. Tavakkoli etal.(2010) telah mengkonfirmasi hasil ini dalam uji coba direplikasi menggunakan dua varietas gandum.

2.4  Dinamisasi Air Tanah dan Tekanan Osmotik Serta Hubungannya dengan Kondisi Cuaca

Di lapangan diketahui bahwa air tanah akan mendekati kapasitas lapang setelah adanya hujan atau proses irigasi. Tanah akan mengalami kekeringan akibat adanya evapotranspirasi, peningkatan kadar garam di dalam tanah, serta adanya tekanan osmotik dari air tanah. Di tanaman lahan kering, perubahan kadar air dan kelembaban tanah selama musim tanam adalah faktor penting yang mempengaruhi salinitas pada produksi tanaman. Salinitas aktual (EC) dari sebuah tanah dan tekanan osmotik pada tanah dapat dikalkulasikan melalui pengujian di laboratorium pengukuran salinitas tanah dan persentase dari gravimetrik kandungan air tanah dapat diukur dengan rumusan tertentu.

Tabel 4 menyajikan data persentase ketersediaan air tanah yang tidak diserap oleh tanaman pada tipe tanah yang berbeda-beda, semuanya dipengaruhi oleh efek osmotik yang disebabkan oleh salinitas.

Di daerah tanam yang kering, perubahan kandungan air tanah pada masa pertumbuhan tanaman merupakan faktor penting yang mempengaruhi efek salinitas pada produksi tanaman.

Air tanah salin mempengaruhi kondisi tanah salin, di Australia Barat umumnya ditemukan konsentrasi garam tinggi di topsoil pada awal penanaman. Konsentrasi garam yang tinggi dikombinasikan dengan curah hujan rendah di awal musim sangat mempengaruhi perkecambahan benih. Ketika curah hujan normal, konsentrasi garam dapat menurunkan pertumbuhan dan ketahanan hidup kecambah tersebut. Kemungkinan peningkatan salinitas tanah pada akhir musim, ketika intensitas hujan agak rendah.

Perubahan konsentrasi garam dengan perubahan kadar air tanah selama masa pertumbuhan tanaman dapat dipengaruhi oleh intensitas hujan dan temperatur, serta berimplikasi pada screening dan pemilihan tanaman yang toleran garam.

2.5  Hubungan Perubahan Cuaca dan Transisi Salinitas

Transisi salinitas pada tanah dapat dilihat dari tingginya kandungan garam di tanah subsoil, variasi kedalaman dan perubahan respon tanah terhadap hujan, evaporasi permukaan tanah, penggunaan air oleh proses vegetasi, dan adanya pencucian lapisan liat pada tanah. Analisis dari beberapa sampel profil tanah di daerah kering Australia Selatan menunjukkan adanya hubungan erat antara sodisitas dan akumulasi garam. Hubungan ini turut dipengaruhi oleh intensitas hujan yang terjadi. Perubahan intensitas hujan dan evaporasi adalah salah satu faktor penting yang mempengaruhi akumulasi garam pada lapisan tanah. Transisi salinitas berlangsung lebih baik pada tanah yang sering aliri air hujan dan tanah dengan sodisitas yang tinggi. Transisi salinitas juga umumnya mempengaruhi lapisan tanah diatas bagian lapisan tanah sodik.

2.6  Reaksi Tanah yang Berhubungan dengan Produksi Tanaman di Tanah yang Mengandung Garam

Penggunaan varietas tanaman yang tahan salin merupakan pilihan yang tepat. Menurut Tavakkoli (2010), salinitas mempengaruhi pertumbuhan tanaman barley varietas Clipper dan Sahara. Perbedaannya terletak pada pertumbuhan tanaman, kelembaban jaringan tanaman, dan komposisi ionik. Di daerah yang salinitasnya tinggi, akar tanaman harus berusaha menjangkau air tanah pada kedalaman yang lebih dalam. Bertambahnya akumulasi garam dapat menurunkan tingkat transpirasi tanaman.

Sodisitas merupakan salah satu masalah yang terdapat pada tanah, namun beberapa tanah memiliki permasalahan yang berbeda pada tiap lapisannya. Topsoil memiliki masalah dengan tanah alkalin-sodik, namun subsoil memiliki masalah dengan tanah salin-sodik. Pada tanah alkaline-salin, tanah salin-sodik, serta tanah alkalin-sodik, dominansi bikarbonat dan karbonat dapat menyebabkan keracunan pada tanaman.

Dalam penelitian salinitas, garam diasumsikan sebagai NaCl. Namun, tanah yang terkena garam mungkin mengandung jenis garam lain seperti karbonat dan sulfat dan garam Ca, Mg dan K. Hal ini penting diketahui untuk meningkatkan produktivitas di lahan irigasi.

BAB III

PENUTUP

Tanah sodik dikenal dengan tanah alkalin hitam karena adanya bahan organik di permukaan tanah bercampur dengan garam-garam. Pada tanah sodik, kandungan Na yang tinggi ini dapat mendispersi koloid-koloid tanah dan menimbulkan penyakit nutrisional pada kebanyakan tanaman.

Secara umum, ada 3 jenis salinitas berdasarkan proses air tanah yang ditemukan di seluruh bagian dunia, yaitu groundwater associated salinity, transient salinity dan irrigation salinity.

 

 

 

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

Rengasamy, Pichu (2010).  Soil processes affecting crop production in salt-affected soils.  www.pub lish.csiro.au/journals/fpb. Functional Plant Biology, 2010, 37, 613–620.