Faktor-Faktor Pembentuk Tanah

Tanah tersusun dari partikel partikel hasil rombakan batuan secara kimiawi termasuk dalam hal ini proses erosi dan pelapukan. Komposisi tanah berbeda dengan komposisi batuan induknya dan hal ini disebabkan karena adanya interaksi antar litosfir, hidrosfir, atmosfir dan biosfir. Tanah tersusun dari campuran mineral-mineral dan bahan organik baik yang berbentuk padat, cair maupun gas. Partikel-pertikel tanah bersifat lepas, membentuk suatu struktur tanah dengan ruang pori yang berisi larutan tanah yang berbentuk cair dan gas (udara).

Pembentukan tanah pada dasarnya merupakan dampak dari kombinasi proses fisika, kimia, biologi dan antropogenik dari batuan induknya. Genesa tanah melibatkan proses-proses pembentukan lapisan-lapisan atau horison-horison yang dapat diamati pada suatu profil tanah. Proses proses ini melibatkan penambahan, penghilangan, transformasi dan tranlokasi dari meterial yang menyusun tanah. Mineral berasal dari hasil pelapukan batuan yang mengalami perubahan membentuk mineral-mineral sekunder dan komponen lainnya yang terlarut didalam air, komponen komponen tersebut kemudian berpindah dari satu tempat ketempat lainnya melalui aktivitas air ataupun aktivitas binatang. Perubahan dan perpindahan material yang terdapat didalam tanah yang menyebabkan terbentuknya lapisan-lapisan tanah yang jelas.

Pelapukan batuan dasar akan menghasilkan material induk dimana soil terbentuk. Sebagai contoh pembentukan tanah yang berasal dari batuan lava di daerah yang beriklim tropis dengan curah hujan cukup tinggi. Pada iklim yang demikian, tumbuh-tumbuhan akan tumbuh dengan cepat, terutama pada batuan lava basaltis, namun demikian sedikit sekali material organik yang dijumpai. Tumbuh-tumbuhan ditunjang oleh batuan yang porous yang terisi oleh nutrisi yang terbawa oleh air, seperti larutan mineral dan guano. Perkembangan akar-akar tumbuhan yang bercampur dengan jamur mycorrhizal secara berangsur dan perlahan dapat mengakibatkan terbelahnya batuan lava yang porous dan pada akhirnya akan terjadi akumulasi dari material organik.

Pedologi adalah cabang ilmu tanah yang mempelajari sifat dan ciri tanah serta proses pembentukan tanah. Pedologi berasal dari bahasa Rusia pedologiya, yang dalam bahasa Yunani pedon = tanah. Dalam pedologi dipelajari genesa tanah, morfologi tanah, dan klasifikasi tanah.

1. Batuan Induk (Parent Material)

Material penyusun tanah dapat berasal dari hasil pelapukan batuan induknya atau material yang berasal dari hasil transportasi dari tempat lain, seperti colluvium dan alluvium. Endapan yang sudah ada dapat tercampur dengan berbagai cara, yaitu tercampur dengan tanah yang lebih tua, bahan organik termasuk gambut atau humus dan material antropogenik seperti tanah uruk atau limbah tambang. Beberapa tanah terbentuk secara langsung dari hasil rombakan batuan yang ada dibawahnya. Tanah semacam ini disebut sebagai tanah residu dan tanah residu memiliki komposisi kimia yang sama dengan batuan induknya.

Kebanyakan tanah berasal dari material hasil transportasi dari tempat lain melalui media angin, angin dan gaya gravitasi. Tanah Loess adalah tanah yang ditransport melalui media angin, banyak dijumpai di Amerika Bagian Tengah dan Asia Tengah. Glacial Till adalah komponen tanah yang banyak dijumpai di belahan bumi bagian utara dan selatan yang berasal dari pegunungan yang sangat luas. Till adalah material hasil dari perpindahan es di daratan, dimana proses perpindahan es ini dapat merombak batuan-batuan yang besar menjadi kepingan kepingan yang berukuran sangat kecil serta mampu memilah kepingan-kepingan batuan dalam ukuran yang berbeda beda. Apabila es ini mencair, maka airnya dapat memindahkan material hasil rombakan dan mengendapkannya ditempat tempat tertentu dengan jarak yang bervariasi dari tempat asalnya.

Pelapukan merupakan tahap awal dalam mentransformasi bahan induk kedalam bahan tanah. Dalam pembentukan tanah yang berasal dari batuan induk, lapisan yang tebal dari material pelapukan disebut sebagai saprolite. Saprolite merupakan hasil dari proses pelapukan termasuk didalamnya proses hidrolisis (penggantian kation-kation pada mineral dengan ion-ion hidrogen), proses hidrasi (penyerapan air oleh mineral-mineral), pelarutan mineral-mineral oleh air, dan proses fisika, seperti pembekuan, penguapan dan pengeringan. Komposisi mineral dan kimia batuan induk ditambah dengan sifat fisiknya seperti ukuran butir, tingkat kepadatan batuan, kecepatan dan jenis pelapukan merupakan faktor-faktor dalam proses transformasi dari batuan induk kedalam material tanah.

2. Iklim (Climate)

Pembentukan tanah sangat tergantung pada cuaca / iklim, dan sebagaimana diketahui bahwa tanah yang berasal dari iklim yang berbeda akan tercermin dari sifat-sifat tanahnya. Angin menggerakan pasir dan partikel-partikel lainnya, khususnya di daerah yang beriklim kering (arid region) dimana di daerah ini biasanya tutupan lahannya/ tanaman jarang dijumpai. Jenis dan jumlah penguapan yang terlibat dalam pembentukan tanah yaitu melalui perpindahan ion-ion dan partikel-partikel didalam tanah, penambahan pada perkembangan profil tanah yang berbeda beda. Perubahan musim dan fluktuasi temperatur harian berakibat pada efektivitas dari air dalam proses pelapukan batuan induk dan berdampak pada dinamika tanah. Siklus perubahan cuaca yang ekstrim merupakan proses yang efektif untuk memecah batuan dan material yang terkonsolidasi. Temperatur dan Kecepatan peguapan berpengaruh pada aktivitas organnisme, kecepatan reaksi kimia dan jenis tutupan lahan.

3. Organisme (Biological factors)

Tumbuh tumbuhan, binatang, jamur, bakteri dan manusia merupakan faktor yang berpengaruh pada pembentukan tanah. Binatang dan mikro-organisme bercampur di dalam tanah membentuk lubang-lubang (burrow) dan pori-pori yang memungkinkan tanah menjadi lembab dan gas/udara dapat masuk kedalam tanah hingga kelapisan yang terdalam. Dengan cara yang sama, akar tanaman membuka saluran-saluran di dalam tanah, terutama tanaman tanaman berakar tunggal yang dapat menembus hingga beberapa meter, menembus lapisan-lapisan tanah yang berbeda beda untuk membawa makanan kedalam lapisan-lapisan tanah yang paling dalam. Tanaman-tanaman yang berakar serabut yang tersebar dekat dengan permukaan tanah, berperan dalam terjadinya dekomposisi dan bertambahnya bahan organik. Mikro organisme, termasuk jamur dan bakteri, berperan dalam terjadinya pertukaran secara kimiawi antara akar dan tanah dan bertindak sebagai penyedia makanan. Peran manusia dalam pembentukan tanah adalah dalam hal merubah tutupan lahan; perubahan lahan dapat berakibat terjadinya erosi dan dapat juga terjadinya pencapuran lapisan laisan tanah yang berbeda-beda, serta mulainya proses pembentukan tanah.

Dampak tanaman terhadap tanah dapat terjadi dengan berbagai cara. Tanaman dapat mencegah erosi dari guyuran air hujan atau air permukaan. Tanaman juga menjaga kelembaban tanah terhadap penguapan yang menjadi lambat dan tanah tetap dingin, atau dapat menyebabkan tanah menjadi kering karena proses transpirasi. Tanaman dapat berperan secara kimiawi melaui proses merombak atau membangun partikel-partikel tanah. Tanaman sangat tergantung pada iklim, bentuk topografi lahan dan faktor faktor biologinya. Sifat-sifat tanah seperti densitas tanah, kedalaman, pH, suhu/temperatur dan kelembaban berdampak pada tipe-tipe tanaman yang dapat tumbuh dan berkembang disuatu tempat. Tanaman tanaman yang mati maka rangting dan daunnya akan jatuh ke permukaan tanah yang kemudian akan mengalami dekomposisi. Organisme yang masuk kemudian akan bercampur dengan bahan organik di lapisan tanah bagian atas; komponen-komponen organik menjadi bagian dari proses pembentukan tanah, terutama bentuk dan tipe dari tanah yang terbentuk.

4. Topografi (Relief)

Topografi / relief permukaan bumi juga menjadi pengontrol dalam proses pembentukan tanah. Pada topografi yang curam, rombakan batuan yang terdapat dipuncak puncak bukit dapat dipindahkan ke kaki bukit melalui lereng akibat gaya gravitasi. Demikian pula dengan lapisan-lapisan tanah yang terdapat di puncak puncak bukit dapat tererosi dan ter-tranport ke bagian kaki bukit dan atau terbawa oleh air permukaan (surface runoff) yang kemudian akhirnya masuk kedalam saluran saluran sungai terangkut oleh aliran air dan pada akhirnya diendapkan di suatu tempat yang jauh dari sumbernya. Tanah coluvial dan tanah aluvial adalah contoh-contoh tanah hasil proses seperti yang dijelaskan diatas.

5 .Waktu (Time)

Waktu juga menjadi salah satu faktor pada proses pembentukan tanah serta dalam terjadinya interaksi antara faktor faktor pada perkembangan tanah. Seiring dengan berjalannya waktu, pembentukan tanah merupakan fungsi dari waktu serta bagaimana faktor-faktor berinteraksi satu dengan lainnya. Pada dasarnya tanah selalu berubah, sebagai contoh, material yang diendapkan oleh banjir tidak serta merta memperlihatkan perkembangan tanah, hal ini dikarenakan dibutuhkan waktu yang cukup untuk terjadinya proses pembentukan tanah. Saat suatu permukaan tanah tertutup maka proses pembentukan tanah dimulai, diperlukan waktu yang cukup lama untuk terjadinya perubahan serta keterlibatan faktor-faktor lainya sampai terbentuknya lapisan tanah. Tanah dapat stabil dalam jangka waktu yang cukup lama dan siklus hidup tanah berakhir ketika kondisi tanah dalam keadaan yang rawan terhadap erosi.

Faktor-faktor pembentukan tanah terus berlanjut sampai berdampak pada keberadaan tanah itu sendiri, meskipun pada bentangalam yang stabil atau hingga ribuan tahun. Material yang diendapkan dibagian atas dan material yang tertiup atau terkikis dari permukaannya. Sebagai tambahan, perpindahan dan perubahan, tanah selalu menjadi subyek pada kondisi yang baru, meskipun perubahan tersebut berjalan secara lambat atau cepat sangat tergantung pada iklim, posisi morfologinya, dan aktivitas organisme.

3.3 Karakteristik Tanah

Yang memberi kesan pertama kali ketika seseorang melihat tanah adalah warna tanah. Warna dan pola keragaman tanah akan selalu menjadi sesuatu yang dapat memberi ingatan kepada kita. Sungai Merah (Red River) yang berada dalam watershed sungai Missisippi di Amerika mengangkut material sedimen hasil erosi dari tanah merah yang berasal dari Oklahoma. Sungai Kuning (Yellow River) di Cina mengangkut material sedimen yang berwarna kuning yang berasal dari hasil erosi tanah Loess.

Warna tanah terutama ditentukan oleh kandungan mineralogi tanah. Kebanyakan dari warna tanah disebabkan oleh dari kehadiran berbagai jenis mineral yang mengandung unsur besi (Fe). Perkembangan dan penyebaran warna dalam profil tanah ditentukan oleh hasil pelapukan kimiawi dan organis, terutama reaksi reduksi-oksidasi. Sebagai mineral mineral utama yang berasal dari batuan induk tanah, kombinasi unsur-unsur kedalam komponen yang baru. Mineral sekunder yang berasal dari unsur besi yang berwarna kuning atau merah, bahan organik yang berasal dari hasil dekomposisi akan memberi warna coklat dan hitam, sedangkan unsur-unsur Mangan (Mn), Sulfur (S), dan nitrogen (N) dapat membentuk endapan mineral berwarna hitam. Unsur-unsur tersebut dikenal sebagai penyumbang berbagai pola warna pada tanah selama proses pembentukan tanah. Kondisi lingkungan yang bersifat Aerobik akan menghasilkan perubahan warna yang seragam atau secara berangsur (gradual), sedangkan lingkungan reduksi akan menghasilkan warna yang bersifat beragam, seperti pola warna yang komplek, pola yang bersifat “mottled” dan warna tanah yang berpola bercak bercak yang disebabkan oleh konsentrasi warna.

Struktur Tanah adalah susunan dari partikel-partikel tanah kedalam agregat-agregat. Susunan dari partikel-partikel tanah kemungkinan mempunyai bentuk yang bervariasi, ukuran dan tingkat perkembangan atau ekspresi tanah. Struktur tanah berdampak pada penguapan, perpindahan air, resistensi terhadap erosi dan tempat akar tanaman tumbuh dan berkembang. Pada dasarnya struktur tanah memberi penjelasan tentang tekstur, kandungan bahan organik, aktivitas organik, evolusi tanah masa lalu, serta komposisi kimia dan mineralalogi dimana tanah terbentuk.

Tekstur Tanah merujuk kepada komposisi pasir, lanau dan lempung. Kandungan/susunan tanah akan mencerminkan karakter/tingkahlaku tanah, termasuk dalam hal kapasitas menyimpan makanan dan air. Pasir dan lanau merupakan hasil pelapukan fisikal, sedangkan lempung hasil pelapukan kimiawi. Lempung mempunyai kemampuan untuk menyimpan makanan dan air. Tanah lempung lebih tahan terhadap erosi angin dan air dibandingkan dengan tanah yang pasiran dan tanah lanauan, hal ini dikarenakan partikel-partikelnya yang lebih saling mengikat satu dengan lainnya. Pada tanah yang bertekstur menengah, lempung seringkali terendapkan dibagian bawah dari profil tanah dan berakumulasi pada bagian sub-soil.

Proses Pembentukan Tanah :

Tanah sangat vital peranannya bagi semua kehidupan di bumi karena tanah mendukung kehidupan tumbuhan dengan menyediakan hara dan air sekaligus sebagai penopang akar. Struktur tanah yang berongga-rongga juga menjadi tempat yang baik bagi akar untuk bernafas dan tumbuh. Tanah juga menjadi habitat hidup berbagai mikroorganisme. Bagi sebagian besar hewan darat, tanah menjadi lahan untuk hidup dan bergerak. Ilmu yang mempelajari berbagai aspek mengenai tanah dikenal sebagai ilmu tanah.

Dari segi klimatologi, tanah memegang peranan penting sebagai penyimpan air dan menekan erosi, meskipun tanah sendiri juga dapat tererosi. Komposisi tanah berbeda-beda pada satu lokasi dengan lokasi yang lain. Air dan udara merupakan bagian dari tanah. Tanah berasal dari pelapukan batuan dengan bantuan organisme, membentuk tubuh unik yang menutupi batuan. Proses pembentukan tanah dikenal sebagai pedogenesis. Proses yang unik ini membentuk tanah sebagai tubuh alam yang terdiri atas lapisan-lapisan atau disebut sebagai horizon tanah. Setiap horizon menceritakan mengenai asal dan proses-proses fisika, kimia, dan biologi yang telah dilalui tubuh tanah tersebut.

Hans Jenny (1899-1992), seorang pakar tanah asal Swis yang bekerja di Amerika Serikat, menyebutkan bahwa tanah terbentuk dari bahan induk yang telah mengalami modifikasi/pelapukan akibat dinamika faktor iklim, organisme (termasuk manusia), dan relief permukaan bumi (topografi) seiring dengan berjalannya waktu. Berdasarkan dinamika kelima faktor tersebut terbentuklah berbagai jenis tanah dan dapat dilakukan klasifikasi tanah.

Tahap I : Pada tahap ini permukaan batuan yang tersingkap di permukaan akan berinteraksi secara langsung dengan atmosfer dan hidrosfer. Keadaan ini akan menyebabkan permukan batuan ada pada kondisi yang tidak stabil. Pada keadaan ini lingkungan memberikan pengaruh berupa perubahan-perubahan kodisi fisik seperti pendinginan, pelepasan tekanan, pengembangan akibat panas (pemuaian), kontraksi (biasanmya akibat pembekuan air pada pori-pori batuan membentuk es), dan lain sebagainya, menyebabkan terjadinya pelapukan secara fisik (disintegrasi). Pelapukan fisik ini membentuk rekahan-rekahan pada permukaan batuan (Cracking) yang lama kelamaan menyebabkan permukaan batuan  terpecah-pecah membentuk material lepas yang lebih kecil dan lebih halus.

Kamudian selain itu, akibat berinteraksinya permukan batuan dengan lapisan atmosfer dan hidrosfer juga akan memicu terjadinya pelapukan  kimiawi (Dekomposisi) diantaranya proses oksidasi, hidrasi, hidrolisis, pelarutan dan lain sebagainya. Menjadikan permukaan batuan lapuk, dengan merubah struktur dan komposisi kimiawi material batuannya. Membentuk material yang lebih lunak dan lebih kecil (terurai) dibanding keadaan sebelumnya, seperti mineral-mineral lempung.

Tahap II : Pada tahapan ini, setelah mengalami pelapukan bagian permukaan batuan yang lapuk akan menjadi lebih lunak. Kemudian rekahan-rekahan yang terbentuk pada batuan akan menjadi jalur masuknya air dan sirkulasi udara. Sehingga, dengan proses-proses yang sama, terjadilah pelapukan pada lapisan batuan yang lebih dalam. Selain itu, pada tahap ini di lapisan permukaan mulai terdapat (Organic Matter) calon makhluk hidup.

Tahapan III : Pada tahap ini, di lapisan tanah bagian atas mulai muncul tumbuh-tumbuhan perintis. Akar tumbuhan ini membentuk rekahan pada lapisan-lapisan batuan yang ditumbuhinya (mulai terjadi pelapukan Biologis). Sehingga rekahan ini menjadi celah/ jalan untuk masuknya air dan sirkulasi udara.

Selain itu, dengan kehadiran tumbuhan, material sisa  tumbuhan yang mati akan membusuk  membentuk humus (akumulasi asam organik). Pada dasarnya humus memiliki sifat keasaman. Proses pelapukan akan dipicu salah satunya oleh adanya faktor kesaman. Sehingga dengan hadirnya humus akan mempercepat terjadinya proses pelapukan. Pembentukan larutan asam pun terjadi pada akar-akar tanaman. Akar tanaman menjadi tempat respirasi (pertukaran antara O2 dan CO2) serta traspirasi (sirkulasi air).

Air yang terinfiltrasi ke dalam lapisan tanah akan membawa asam humus yang ada di lapisan atas melalui rekahan-rekahan yang ada. Menjangkau lapisan batuan yang lebih dalam. Ini semua akan menyebabkan meningkatnya keasaman pada tanah yang kemudian akan memicu terjadinya pelapukan pada bagian-bagian tanah serta batuan yang lebih dalam. Membentuk lapisan-lapisan tanah yang lebih tebal.

Dengan  semakin tebalnya lapisan-lapisan tanah, air yang tefiltrasi ke dalam lapisan tanah dapat melakukan proses pencucian (leaching) terdadap lapisan-lapisan yang dilaluinya. Ssehingga tahapan ini merupakan awal terbetuknya horison-horoison tanah.

Tahap IV : Pada tahapan ini, tanah telah menjadi lebih subur. Sehingga tumbuhlah tumbuhan-tumbuhan yang lebih besar. Dengan hadirnya tumbuhan yang lebih besar, menyebabkan akar-akar tanaman menjangkau lapisan batuan yang lebih dalam. Sehingga terbentuk rekahan pada lapisan batuan yang lebih dalam. Pada tahapan ini lapisan humus dan akumulasi asam organik lainnya semakin meningkat. Seperti proses yang dijelaskan pada tahap-tahap sebelumnya, keadaan ini mempercepat terjadinya peroses pelapukan yang terjadi pada lapisan batuan yang lebih dalam lagi.

Kemudian pada tahapan ini juga terjadi proses pencucian yang intensif. Air yang ter-infiltrasi (meresap) ke dalam lapisan-lapisan tanah membawa mineral-mineral yang ada di lapisan atas dan mengendapkannya pada lapisan-lapisan dibawahnya. Sehingga terbentuklah akumulasi mineral-mineral tertentu pada lapisan-lapisan tanah tertentu membentuk horison tanah. Horizon-horizon tanah ini mengandung komposisi unsur serta karakteristik yang berbeda antara satu dengan yang lainnya.

Tweet