Tipe Air Tanah dan Cara Pengukurannya

Apa Itu Air Tanah ?

Air tanah adalah istilah umum untuk semua bentuk air di dalam tanah, termasuk air yang terdapat dalam pori-pori tanah dan diserap oleh partikel tanah. Air tanah merupakan sumber utama penyerapan air bagi tanaman. Muncul dalam tiga bentuk utama: uap, cair dan padat.

Air tanah terutama berasal dari curah hujan dan air irigasi. Selain itu, naiknya air tanah dan kondensasi uap air di atmosfer juga menjadi sumber kelembaban tanah.

Air terkena berbagai gaya di dalam tanah seperti gravitasi, gravitasi kapiler, gravitasi molekul air, dan gravitasi molekul pada permukaan partikel tanah, membentuk berbagai jenis air dan mencerminkan sifat yang berbeda.

1. Air padat – kristal es terbentuk ketika air tanah membeku.
2. Uap air – uap air yang ada di udara tanah.
3. Air terikat – termasuk air higroskopis dan air membran.
4. Air bebas – termasuk air kapiler, air gravitasi, dan air tanah.
5. Air gravitasi – air yang meresap ke bawah karena gravitasi.

Tipe – Tipe Air Tanah

1. Air Higrokopis, Air higroskopis adalah lapisan tipis air yang dibentuk oleh partikel padat di dalam tanah yang menarik air langsung dari udara. Ketebalan dan kandungannya bergantung pada derajat kejenuhan uap air di udara. Pada udara yang benar-benar kering, kandungan air higroskopisnya sangat kecil, kira-kira nol. Pada kondisi uap air jenuh, air higroskopis mencapai nilai maksimum. Air higroskopis diadsorpsi oleh partikel padat tanah, sehingga kandungan air higroskopis berhubungan dengan tekstur tanah, kandungan zat terlarut dan kandungan bahan organik. Karena air yang bersifat higroskopis terikat pada partikel tanah, maka air tersebut tidak dapat bergerak bebas dan sulit diserap dan dimanfaatkan oleh tanaman.
2. Air Film, Setelah partikel tanah menyerap molekul uap air hingga mencapai nilai maksimal, partikel tanah juga dapat menyerap lebih banyak air cair. Sehingga lapisan air antar partikel saling berhubungan membentuk lapisan air yang kontinyu, lapisan air yang melilit bagian luar air higroskopis disebut air film. Adsorpsi air film dalam air higroskopis di luar, oleh gaya adsorpsi partikel tanah kecil, dapat bergerak bebas di antara film, dan dari tempat tebal film air ke tempat tipis bergerak. Kandungan air lapisan ditentukan oleh tekstur tanah, kandungan humus dan sebagainya. Bila tekstur tanahnya liat dan kandungan humusnya tinggi, maka kadar air membrannya tinggi. Karena air film terkena gaya gravitasi maka air higroskopis kecil, umumnya nilai pF 4,5 ~ 3,8, sehingga bisa dari partikel tanah tebal lapisan air ke arah partikel tanah tipis, namun kecepatan pergerakannya adalah lambat. Air lapisan film dapat diserap oleh sistem perakaran tanaman, namun jumlahnya sedikit.
3. Air kapiler, Setelah kadar air tanah mencapai kapasitas penampungan air molekuler maksimumnya, air tanah terus meningkat dan mengisi pori-pori kapiler tanah. Air yang ditahan oleh tarikan gravitasi kapiler yang dihasilkan oleh pori-pori di dalam tanah ini adalah air kapiler. Air kapiler tunduk pada kekuatan yang lebih sedikit, memiliki kemampuan yang lebih besar untuk bergerak bebas, dan dapat diserap dan dimanfaatkan oleh tanaman. Selain itu, mereka memiliki kemampuan untuk melarutkan bahan kimia di dalam tanah dan merupakan pelarut dan pembawa bahan kimia di dalam tanah. Menurut tingkat hubungan antara air tanah dan air tanah, air kapiler dapat dibagi menjadi air naik dalam tabung kapiler dan air kapiler tersuspensi. Ketika air tanah dangkal, air naik ke ketinggian tertentu melalui aksi gaya kapiler, dan ini disebut air naik dalam tabung kapiler. Air jenis ini merupakan cara air tanah untuk mengisi kembali kelembaban tanah. Tanaman dapat menyerap dan memanfaatkan air tanah dengan cara ini. Ketika air tanah dalam, air bocor ke bawah setelah curah hujan atau irigasi, sebagian air menembus ke bawah di bawah gravitasi, sedangkan sebagian air dipengaruhi oleh gaya kapiler dan tetap tersuspensi, ini adalah air kapiler tersuspensi.
4. Air gravitasi, Ketika air di dalam tanah melebihi efek aksi gaya kapiler, kelebihan air terus bergerak di sepanjang kapiler besar di tanah di bawah gaya gravitasi. Air yang bergerak di bawah pengaruh gravitasi ini disebut air gravitasi. Air gravitasi memiliki karakteristik dasar air cair, sehingga dapat diserap dan dimanfaatkan oleh tanaman. Namun, karena bebas bergerak dengan gravitasi dan tidak dapat tetap berada di zona akar tanaman, sebagian besar air gravitasi tidak memiliki peluang untuk diserap dan dimanfaatkan oleh tanaman.

Efek air tanah pada tanaman

Air tanah mulai berpengaruh pada tanaman sebelum benih berkecambah. Misalnya, biji poplar dan willow harus bersentuhan dengan tanah basah setelah pematangan sebelum dapat berakar dan berkecambah. Benih membutuhkan kelembaban selama perkecambahan untuk mendorong pelunakan kulit biji dan untuk mengubah protoplasma dari keadaan agar-agar menjadi keadaan sol-agar-agar.

Karena akar tanaman tumbuh langsung di tanah, kadar air tanah mempengaruhi perkembangan akar tanaman. Di lingkungan tanah kering, terutama padang rumput dan daerah gurun, tanaman memiliki akar yang dalam. Pada tanah yang lembab, akar tanaman lebih dangkal, sebagian besar di lapisan tanah dangkal beberapa inci dari permukaan tanah.

Air memiliki titik maksimum, minimum dan optimal untuk pertumbuhan tanaman. Di bawah titik minimum, tanaman layu dan pertumbuhan berhenti. Di atas titik maksimum, akar tanaman kekurangan oksigen, mati lemas, dan akhirnya membusuk. Hanya dalam kisaran optimal keseimbangan air tanaman dapat dipastikan. Tanaman yang berbeda membutuhkan tingkat air optimal yang berbeda. Misalnya, rumput tapal kuda yang tumbuh di bukit pasir memiliki kadar air tanah yang optimal sekitar 60%; Fenugreek yang tumbuh di lingkungan normal memiliki kadar air tanah yang optimal sekitar 85%; Dan kangkung yang tumbuh di lahan basah dapat memiliki kadar air tanah yang optimal 110% atau lebih.

Air tanah VS kelembaban tanah

Kelembaban tanah biasanya mengacu pada jumlah relatif air yang terkandung dalam tanah atau persentase kadar air. Ini adalah konsep relatif dan merupakan rasio air di dalam tanah terhadap volume atau massa tanah, biasanya dinyatakan sebagai persentase (misalnya, kelembaban tanah 25%) atau indikator rasio lainnya. Ini dapat diukur dengan sensor kelembaban tanah, tensiometer tanah, monitor kelembaban tanah atau perangkat lainnya.

Kelembaban tanah dapat menjadi nilai yang berubah secara dinamis karena jumlah air di tanah bervariasi seiring waktu, iklim, dan jenis tanah.

Air tanah adalah jumlah total air di dalam tanah dan mencakup semua bentuk air di dalam tanah. Ini termasuk air cair di dalam tanah, air padat (air yang teradsorpsi pada permukaan partikel tanah), dan air gas (uap air di pori-pori tanah). Biasanya dinyatakan dalam satuan volume atau massa (misalnya, meter kubik atau kilogram). Itu dapat diukur dengan menimbang.

Kadar air tanah tidak hanya bergantung pada kelembaban tanah, tetapi juga dipengaruhi oleh sifat hidrolik tanah, struktur tanah, dan iklim. Ini adalah bagian penting dari siklus hidrologi tanah dan memengaruhi fungsi ekosistem tanah, pertumbuhan tanaman, proses hidrologi, dll.

Bagaimana cara mengukur kadar air tanah?

Metode penimbangan

Metode pengeringan biasanya digunakan untuk mengukur kelembaban tanah. Setelah pengambilan sampel lapangan, sampel tanah ditimbang terlebih dahulu dan kemudian ditempatkan dalam oven pada suhu 105°C untuk dikeringkan dan kemudian ditimbang. Ukur berat sampel tanah setelah pengeringan lengkap dan berat sampel tanah sebelum pengeringan masing-masing, berat yang hilang dengan pemanasan adalah kadar air sampel tanah.

Sensor kelembaban tanah

Sensor kelembaban tanah adalah metode yang paling populer saat ini. Sensor memancarkan gelombang elektromagnetik dengan frekuensi tertentu, yang ditransmisikan di sepanjang probe, mencapai bagian bawah dan kembali, dan tegangan keluaran probe terdeteksi. Karena perubahan konstanta dielektrik tanah biasanya tergantung pada kadar air tanah, kadar air tanah dapat dihitung dari hubungan antara tegangan keluaran dan kelembaban.

Metode resistensi

Hamburan neutron adalah penggunaan meteran neutron untuk menentukan kadar air tanah. Pengukur neutron terdiri dari sumber neutron cepat dan detektor neutron lambat. Sumber neutron cepat terus menerus memancarkan neutron cepat yang menembus di dalam tanah. Ketika bertabrakan dengan inti atom hidrogen, ia kehilangan energi paling banyak dan diubah menjadi neutron lambat. Kelembaban tanah diukur dengan menghitung jumlah neutron lambat.

Metode Tensiometer

Tentukan kadar air dengan mengukur hisap air tanah. Prinsip pengukurannya: ketika kepala tanah liat dimasukkan ke dalam tanah yang diukur, air bebas dalam tabung menghubungi air tanah melalui dinding tanah liat berpori, dan mencapai keseimbangan potensial air setelah pertukaran. Pada saat ini, nilai yang dibaca dari tensiometer tanah adalah nilai hisap air tanah (pada kepala tanah liat), dan nilai spesifiknya dapat ditentukan sesuai dengan hubungan antara kadar air tanah dan potensial matriks tanah.