Pelapukan Batuan, Tanah, dan Longsoran

Tags
batuan, longsor, pelapukan, tanah

7.1 Pelapukan Batuan (Weathering)
Rombakan batuan oleh proses pelapukan merupakan bagian terpenting dari siklus pembentukan sedimen dan batuan sedimen. Proses pelapukan dapat berupa proses fisika, kimia dan biologi.
Ketiga macam proses pelapukan tersebut sangat sulit dibedakan di lapangan, karena ketiganya bisa terjadi bersama-sama pada suatu batuan. Meskipun demikian proses kimia merupakan proses yang terpenting. Pembentukan soil merupakan hasil dari proses pelapukan kimia dan biologi atau sering disebut proses pelapukan biokimia. Hasil dari proses pelapukan merupakan sumber utama material pembentuk batuan sedimen.
7.1.2 Proses Pelapukan Mekanik
Proses pelapukan mekanik merupakan proses perubahan batuan menjadi fragmen batuan yang berukuran lebih kecil, tanpa merubah komposisi kimia atau mineralnya. Proses pelapukan fisika biasanya terjadi bersama-sama dengan pelapukan kimia, kecuali pada daerah beriklim dingin dan sangat kering. Yang termasuk proses pelapukan fisika antara lain frost wedging, pengembangan dan penyusutan, dan pelepasan beban pada batuan.
Frost Wedging, disebabkan oleh pembekuan air di dalam rekahan batuan. Proses ini merupakan proses pelapukan fisika yang terpenting pada daerah yang iklimnya memungkinkan adanya proses pencairan dan pembekuan batuan yang berulang-ulang. Volume air akan meningkat sekitar 9% apabila mengalami pembekuan. Peningkatan volume ini memungkinkan untuk menjadikan rekahan batuan menjadi lebih besar.
Pengembangan dan Penyusutan (Thermal Expansion and Contraction). Proses ini sering terjadi pada daerah yang perbedaan temperatur antara siang dan malam relatif besar. Pada siang hari, karena panas, batuan akan mengembang, sedang pada malam hari temperatur turun dan batuan mengalami penyusutan. Proses pengembangan dan penyusutan yang terjadi berulang kali menyebabkan batuan akan pecah.

Pelepasan beban (Abration). Proses ini terjadi karena adanya pengikisan lapisan penutup batuan (overburden). Pelepasan beban menyebabkan terjadi rekahan pada batuan yang sejajar dengan topografi. Abrasi sering terjadi pada batuan yang homogen seperti granit.
7.1.2 Proses Pelapukan Kimia
Proses pelapukan kimia adalah proses pelapukan yang dapat merubah komposisi kimia dan mineral dari batuan. Mineral penyusun batuan akan mengalami perubahan karena persentuhannya dengan air, oksigen dan karbon dioksida yang terdapat dalam atmosfer. Beberapa unsur penyusun mineral akan bereaksi dan berubah menjadi larutan. Larutan tersebut dapat mengkristal kembali dan membentuk mineral sekunder.
Hidrolisis, merupakan reaksi kimia antara air dengan mineral untuk membentuk mineral baru ke bentuk struktur kristalnya. Hidrolisis merupakan reaksi yang penting antara mineral silikat dengan air yang menyebabkan terlepasnya kation logam dan silikat. Mineral yang mengandung aluminium akan menghasilkan mineral lempung selain ion logam dan silikat. Mineral ortoklas akan menghasilkan kaolinit, sedang albit akan menghasilkan mineral kaolinit atau montmorilonit.
Hidrasi, adalah proses penambahan molekul air pada mineral untuk membentuk mineral baru. Contohnya adalah penambahan molekul air pada hematit yang membentuk gutit, atau pada anhidrit yang membentuk gipsum.
Oksidasi, adalah reaksi penyerahan elektron suatu senyawa. Oxidation is properly defined as the loss of electrons from a compound or element during a chemical reaction. Terutama terjadi pada mineral silikat yang mengandung besi seperti biotit dan piroksin. Proses ini akan membentuk mineral oksida besi.
Pelarutan, proses ini terutama terjadi pada mineral yang mudah larut oleh air yang mengandung CO2 seperti kalsit, dolomit, dan gipsum.
Pertukaran Ion, proses pelapukan ini sangat penting pada perubahan jenis mineral lempung menjadi jenis yang berbeda. Proses ini merupakan pertukaran antara ion-ion di dalam mineral. Contohnya adalah pertukaran antara ion Na dan Ca yang terdapat dalam mineral.
Chelation, merupakan pengabungan ion logam dengan molekul organik yang mempunyai struktur cincin.
Kecepatan Proses Pelapukan Kimia
Kecepatan pelapukan kimia sangat tergantung pada iklim dan komposisi mineral dan ukuran butir batuan. Proses pelapukan lebih cepat terjadi pada daerah yang beriklim panas dan basah daripada daerah yang beriklim dingin dan kering. Macam soil yang terbentuk akibat proses pelapukan kimia juga tergantung pada letaknya terhadap katulistiwa (Gambar 2.3)
7.1.3 Hasil Proses Pelapukan
Fragmen batuan. Soil yang immature, hasil pelapukan batuan beku, mengandung fragmen batuan, dan mineral yang tidak stabil seperti biotit, piroksin, hornblende, dan Ca-plagioklas. Sedang soil yang dewasa (mature), akan mengandung mineral-mineral yang sangat stabil seperti kuarsa, muskovit dan kemungkinan ortoklas. Stabilitas mineral terhadap proses pelapukan kimia merupakan kebalikan dari Bowen’s Reaction Series.
Mineral sekunder. Mineral sekunder yang terbentuk oleh proses pelapukan adalah mineral lempung, oksida atau hidroksida besi, dan aluminium hidroksida. Mineral lempung yang terbentuk pada proses pelapukan kimia tingkat sedang adalah ilit dan smektit. Sedang pada pelapukan kimia yang intensif akan terbentuk aluminium hidroksida seperti gibsit. Mineral ini sering sebagai mineral bijih aluminium (aluminium ores). Mineral sekunder yang mengandung besi pada umumnya adalah mineral gutit, hematit, dan limonit.
7.2 Tanah (Soil)
Tanah merupakan sumberdaya alam non-hayati yang terbentuk dari proses pelapukan batuan.
7.2.1 SIFAT KIMIA TANAH
Tekstur tanah tersusun dari tiga komponen, yaitu: pasir, debu dan liat. Ketiga komponen tersebut dibedakan berdasarkan ukurannya yang berbeda. Partikel pasir berukuran antara 200 mikrometer sampai dengan 2000 mikrometer. Partikel debu berukuran antara 2 mikrometer sampai dengan kurang dari 200 mikrometer. Partikel liat berukuran kurang dari 2 mikrometer. Makin halus ukuran partikel penyusun tanah tersebut akan memiliki luas permukaan partikel per satuan bobot makin luas. Partikel tanah yang memiliki permukaan yang lebih luas memberi kesempatan yang lebih banyak terhadap terjadinya reaksi kimia. Partikel liat persatuan bobot memiliki luas permukaan yang lebih luas dibandingkan dengan kedua partikel penyusun tekstur tanah lain (seperti: debu dan pasir). Reaksi-reaksi kimia yang terjadi pada permukaan partikel liat lebih banyak daripada yang terjadi pada permukaan partikel debu dan pasir persatuan bobot yang sama. Dengan demikian, partikel liat adalah komponen tanah yang paling aktif terhadap reaksi kimia, sehingga sangat menentukan sifat kimia tanah dan mempengaruhi kesuburan tanah.
Beberapa sifat kimia tanah yang penting untuk diketahui dan dipahami, meliputi:
(1) pH Tanah,
pH adalah tingkat keasaman atau kebasa-an suatu benda yang diukur dengan menggunakan skala pH antara 0 hingga 14. Sifat asam mempunyai pH antara 0 hingga 7 dan sifat basa mempunyai nilai pH 7 hingga 14. pH tanah atau tepatnya pH larutan tanah sangat penting karena larutan tanah mengandung unsur hara seperti Nitrogen (N), Potassium/kalium (K), dan Pospor (P) dimana tanaman membutuhkan dalam jumlah tertentu untuk tumbuh, berkembang, dan bertahan terhadap penyakit. Jika pH larutan tanah meningkat hingga di atas 5,5. Nitrogen (dalam bentuk nitrat) menjadi tersedia bagi tanaman. Di sisi lain Pospor akan tersedia bagi tanaman pada pH antara 6,0 hingga 7,0.
Jika larutan tanah terlalu masam, tanaman tidak dapat memanfaatkan N, P, K dan zat hara lain yang mereka butuhkan. Pada tanah masam, tanaman mempunyai kemungkinan yang besar untuk teracuni logam berat yang pada akhirnya dapat mati karena keracunan tersebut. Jika tanah terlalu masam oleh karena penggunaan pestisida, herbbisida, dan fungisida tidak akan terabsorbsi dan justru akan meracuni air tanah serta air-air pada aliran permukaan.
Faktor yang mempengaruhi pH tanah adalah tipe vegetasi, drainase tanah internal, dan aktivitas manusia. Nilai pH suatu tanah juga dipengaruhi oleh jenis bahan induk tanah yang dibentuk. Tanah berkembang dari batuan dasar umumnya memiliki nilai pH lebih tinggi daripada yang terbentuk dari batuan asam. Curah hujan juga mempengaruhi pH tanah. Air melewati tanah dasar mencuci kalsium dan magnesium dari tanah dan digantikan oleh unsur-unsur asam seperti aluminium dan besi. Tanah yang terbentuk di bawah kondisi curah hujan tinggi lebih asam daripada yang dibentuk di bawah gersang (kering) kondisi.
Proses yang menghasilkan keasaman tanah
a. karbon dioksida hasil dari dekomposisi seresah akan terlarut dalam air akan bereaksi dengan molekul air menghasilkan asam karbonat
CO2 (aq) K1 = 10-1,41CO2(gas)
H2CO3 K2 = 10-2,62CO2 (aq) + H2O
b. asam-asam organik hasil dekomposisi
c. H+ yang dilepas oleh akar tanaman dan organisme yang lain pada waktu pengambilan hara.
Prinsip elektroneutrality adalah pengambilan kation oleh akar harus diimbangi dengan pengambilan anion atau dengan pelepasan ion hidrogen atau kation lain
d. Oksidasi dari substansi tereduksi sepeti mineral sulfida, bahan organik, fertilizer yang mengandung ammonium
Proses yang menghasilkan kebasaan tanah
1. Reduksi dari Ferri, mangan, dan oxidized substances membutuhkan H+ atau melepas OH- dan meningkatkan pH (terjadi pada tanah yang aerasinya jelek)
Fe(OH)2 (amorf) + OH-Misal : Fe(OH)3 (amorf) + e-
2. Pengambilan kation oleh akar tanaman, kemudian setelah tanaman mati maka akan terdeposisi di permukaan tanah. PH tanah dikontrol oleh berbagai mekanisme. Sebagian mekanisme adalah sumber langsung H+ dan atau OH- dan sebagian bekerja dengan bereaksi dengan H+ dan atau OH- untuk buffer pada larutan tanah. Mekanisme tersebut adalah : (1) oksidasi dan reduksi besi, mangan dan senyawa sulfur (2) dissolution dan presipitasi mineral tanah (3) Reaksi gas misal CO2 dengan larutan tanah (4) dissosiasi grup asam lemah pada tepi lempung silikat, hidrous oksida, atau substansi humus (5) reaksi ion-exchange.
(2) Kapasitas Tukar Kation (KTK)
Pengertian Kapasitas Tukar Kation
Salah satu sifat kimia tanah yang terkait erat dengan ketersediaan hara bagi tanaman dan menjadi indikator kesuburan tanah adalah Kapasitas Tukar Kation (KTK) atau Cation Exchangable Cappacity (CEC). KTK merupakan jumlah total kation yang dapat dipertukarkan (cation exchangable) pada permukaan koloid yang bermuatan negatif.
Kapasitas tukar kation (KTK) menunjukkan ukuran kemampuan tanah dalam menyerap dan mempertukarkan sejumlah kation. Makin tinggi KTK, makin banyak kation yang dapat ditariknya. Tinggi rendahnya KTK tanah ditentukan oleh kandungan liat dan bahan organik dalam tanah itu. Tanah yang memiliki KTK yang tinggi akan menyebabkan lambatnya perubahan pH tanah. KTK tanah juga mempengaruhi kapan dan berapa banyak pupuk nitrogen dan kalium harus ditambahkan ke dalam tanah Pada KTK tanah yang rendah, misalnya kurang dari 5 cmol(+)/kg, pencucian beberapa kation dapat terjadi. Penambahan ammonium dan kalium pada tanah ini akan menyebabkan sebagian ammonium dan kalium itu mengalami pencucian di bawah zona akar, khususnya pada tanah pasiran dengan KTK tanah bawah (subsoil) yang rendah. Pada KTK tanah yang lebih tinggi, misalnya lebih besar dari 10 cmol(+)/kg, hanya sedikit pencucian kation akan terjadi. Oleh karena itu, penambahan nitrogen dan kalium pada tanah ini memungkinkan untuk dilaksanakan.
Menurut Mengel (1993) kation tanah yang paling umum adalah: kalsium (Ca++), magnesium (Mg++), kalium (K+), ammonium (NH4+), hydrogen (H+) dan sodium (Na+). Sedangkan anion tanah yang umum meliputi: khlorin (Cl-), nitrat (NO3-), sulfat (S04=) dan fosfat (PO43-).
(3) C-Organik
Kandungan bahan organik dalam tanah merupakan salah satu faktor yang berperan dalam menentukan keberhasilan suatu budidaya pertanian. Hal ini dikarenakan bahan organik dapat meningkatkan kesuburan kimia, fisika maupun biologi tanah. Penetapan kandungan bahan organik dilakukan berdasarkan jumlah C-Organik.
Bahan organik tanah sangat menentukan interaksi antara komponen abiotik dan biotik dalam ekosistem tanah. Musthofa (2007) dalam penelitiannya menyatakan bahwa kandungan bahan organik dalam bentuk C-organik di tanah harus dipertahankan tidak kurang dari 2 persen, Agar kandungan bahan organik dalam tanah tidak menurun dengan waktu akibat proses dekomposisi mineralisasi maka sewaktu pengolahan tanah penambahan bahan organik mutlak harus diberikan setiap tahun.
C-organik penting untuk mikroorganisme, tidak hanya sebagai unsur hara, tetapi juga sebagai pengkondisi sifat fisik tanah yang mempengaruhi karakteristik agregat dan air tanah. Seringkali ada hubungan langsung antara persentase C-organik total dan karbon dari biomassa mikroba yang ditemukan dalam tanah pada zona iklim yang sama. C-organik juga berhubungan dengan aktivitas enzim tanah. Di perkebunan teh Gambung, C-organik tanah juga digunakan untuk menentukan dosis pupuk yang akan diaplikasikan. Menurut Tamhane et al. (1970) dalam Rahardjo et al. (2001), dekomposisi bahan organik menghasilkan asam-asam organik dan apabila ditambahkan ke dalam tanah akan meningkatkan kandungan senyawa organik dalam tanah yang dicirikan dengan meningkatnya kandungan C-organik tanah.
Kandungan C-organik pada setiap tanah bervariasi, mulai dari kurang dari 1% pada tanah berpasir sampai lebih dari 20 % pada tanah berlumpur. Warna tanah menunjukkan kandungan C-organik tanah tersebut. Tanah yang berwarna hitam kelam mengandung C-organik yang tinggi. Makin cerah warna tanah kandungan C-organiknya makin rendah. Contohnya tanah yang berwarna merah mengandung kadar besi yang tinggi, tetapi rendah kandungan C-organiknya. (McVay & Rice, 2002).
(4) N-Total
Nitrogen merupakan unsur hara makro esensial, menyusun sekitar 1,5 % bobot tanaman dan berfungsi terutama dalam pembentukan protein (Hanafiah 2005).
Menurut Hardjowigeno (2003) Nitrogen dalam tanah berasal dari :
a.Bahan Organik Tanah : Bahan organik halus dan bahan organik kasar
b.Pengikatan oleh mikroorganisme dari N udara
c.Pupuk
d.Air Hujan
Sumber N berasal dari atmosfer sebagai sumber primer, dan lainnya berasal dari aktifitas didalam tanah sebagai sumber sekunder. Fiksasi N secara simbiotik khususnya terdapat pada tanaman jenis leguminoseae sebagai bakteri tertentu. Bahan organik juga membebaskan N dan senyawa lainnya setelah mengalami proses dekomposisi oleh aktifitas jasad renik tanah.
Hilangnya N dari tanah disebabkan karena digunakan oleh tanaman atau mikroorganisme.
Kandungan N total umumnya berkisar antara 2000 – 4000 kg/ha pada lapisan 0 – 20 cm tetapi tersedia bagi tanaman hanya kurang 3 % dari jumlah tersebut (Hardjowigeno 2003). Manfaat dari Nitrogen adalah untuk memacu pertumbuhan tanaman pada fase vegetatif, serta berperan dalam pembentukan klorofil, asam amino, lemak, enzim, dan persenyawaan lain (RAM 2007). Nitrogen terdapat di dalam tanah dalam bentuk organik dan anorganik. Bentuk-bentuk organik meliputi NH4, NO3, NO2, N2O dan unsur N. Tanaman menyerap unsur ini terutama dalam bentuk NO3, namun bentuk lain yang juga dapat menyerap adalah NH4, dan urea (CO(N2))2 dalam bentuk NO3. Selanjutnya, dalam siklusnya, nitrogen organik di dalam tanah mengalami mineralisasi sedangkan bahan mineral mengalami imobilisasi. Sebagian N terangkut, sebagian kembali scbagai residu tanaman, hilang ke atmosfer dan kembali lagi, hilang melalui pencucian dan bertambah lagi melalui pemupukan. Ada yang hilang atau bertambah karena pengendapan.
(5) C/N Ratio
Indeks yang sering digunakan untuk menentukan kualitas bahan organik yang berkaitan dengan laju dekomposisi adalah C:N rasio. Nilai C:N rasio tanah relatif konstan pada kisaran 8:1 sampai 15:1 dengan rata-rata 10:1 sampai 12:1 (Prasad dan Power, 1997). Perbandingan C:N sangat menentukan apakah bahan organik akan termineralisasi atau sebaliknya nitrogen yang tersedia akan terimmobilisasi ke dalam struktur sel mikroorganisme. Karena C:N rasio pada tanah relatif konstan maka ketika residu tanaman ditambahkan ke dalam tanah yang memiliki C:N rasio relatif besar, residu tanaman akan terdekomposisi dan meningkatkan evolusi CO2 ke atmosfer, dan sebaliknya akan terjadi depresi pada nitrat tanah karena immobilisasi oleh mikroorganisme.
Pada lahan hutan pada umumnya mempunyai C:N rasio lebih tinggi bila dibanding C:N rasio pada lahan yang diubah menjadi agroekosistem. Tingginya rasio C:N pada lahan hutan ini mencerminkan kualitas substrat yang terurai relatif rendah, karena kualitas substrat yang rendah mencerminkan laju respirasi yang rendah pula. Rendahnya laju pelepasan karbon pada lahan hutan dibanding pada alang-alang ini disebabkan bahwa tingginya rasio C:N pada lahan hutan berkisar 13 – 16, sementara pada lahan alang-alang 5 tahun berkisar 9 – 11, dan alang-alang > 10 tahun berkisar 10 – 13. Hubungan antara C:N rasio dengan laju pelepasan karbon dalam bentuk CO2 melalui persamaan regresi memiliki nilai r2 = 0.78 nyata (Yuniar, 2002).
(6) Koloid Tanah
Koloid tanah adalah bagian paling aktif dari tanah dan sebagian besar menentukan sifat fisik dan kimia dari tanah. Koloid adalah partikel kurang dari 0,001 mm, dan fraksi termasuk partikel tanah liat kurang dari 0,002 mm. Oleh karena itu, semua mineral lempung koloid tidak ketat. Koloid organik lebih reaktif secara kimiawi dan umumnya memiliki pengaruh yang lebih besar pada sifat-sifat tanah per satuan berat daripada koloid anorganik. Salah satu yang paling penting sifat-sifat koloid adalah kemampuan mereka untuk menyerap, tahan, dan melepaskan ion. Koloid umumnya memiliki muatan negatif bersih sebagai hasil dari fisik dan komposisi kimia.
Koloid tanah adalah bahan organik dan bahan mineral tanah yang sangat halus sehingga mempunyai luas permukaan yang sangat tinggi persatuan berat. Koloid tanah terdiri dari liat (koloid anorganik) dan humus (kolod organik). Koloid berukuran kurang dari 1 µ, sehingga tidak semua fraksi liat (kurang dari 2 µ) termasuk koloid. Koloid anorganik terdiri dari mineral liat Al-silikat, oksida-oksida Fe dan Al, mineral-mineral primer.
(7) P (fosfor)
Unsur Fosfor (P) dalam tanah berasal dari bahan organik, pupuk buatan dan mineral-mineral di dalam tanah. Fosfor paling mudah diserap oleh tanaman pada pH sekitar 6-7 (Hardjowigeno 2003).
Menurut Leiwakabessy (1988) di dalam tanah terdapat dua jenis fosfor yaitu fosfor organik dan fosfor anorganik. Bentuk fosfor organik biasanya terdapat banyak di lapisan atas yang lebih kaya akan bahan organik. Kadar P organik dalam bahan organik kurang lebih sama kadarnya dalam tanaman yaitu 0,2 – 0,5 %. Tanah-tanah tua di Indonesia (podsolik dan litosol) umumnya berkadar alami P rendah dan berdaya fiksasi tinggi, sehingga penanaman tanpa memperhatikan suplai P kemungkinan besar akan gagal akibat defisiensi P (Hanafiah 2005). Menurut Foth (1994) jika kekurangan fosfor, pembelahan sel pada tanaman terhambat dan pertumbuhannya kerdil.
7.2.2 Faktor-faktor Pembentukan Tanah
Faktor pembentukan tanah dibedakan menjadi dua golongan yaitu, faktor pembentukan tanah secara pasif dan aktif. Faktor pembentukan tanah secara pasif adalah bagian-bagian yang menjadi sumber massa dan keadaan yang mempengaruhi massa yang meliputi bahan induk, tofografi dan waktu atau umur. Sedangkan faktor pembentukan tanah secara aktif ialah faktor yang menghasilkan energi yang bekerja pada massa tanah, yaitu iklim, (hidrofer dan atmosfer) dan makhkluk hidup (biosfer).
Pembentukan tanah dipengaruhi oleh lima faktor yang bekerja sama dalam berbagai proses, baik reaksi fisik (disintregrasi) maupun kimia (dekomposisi). Semula dianggap sebagai faktor pembentukan tanah hanyalah bahan induk, iklim, dan makhluk hidup. Setelah diketahui bahwa tanah berkembang terus, maka faktornya ditambah dengan waktu. Topografi (relief) yang mempengaruhi tata air dalam tanah dan erosi tanah juga merupakan faktor pembentukan tanah.
1. Iklim (Climate)
Iklim adalah rata-rata cuaca. Semua energi untuk membentuk tanah datang dari matahari berupa penghancuran secara radio aktif yang menghasilkan gaya dan panas. Enegi matahari menyebabkan terjadinya fotosintesis (asimilasi) pada tumbuhan dan gerakan angin menyebabkan transfirasi dan evaforasi (keduanya disebut evafotranspirasi). Akibat langsung dari gerakan angin terhadap pembentukan tanah yaitu berupa erosi angin dan secara tidak langsung berupa pemindahan panas. Komponen iklim yang utama adalah curah hujan dan suhu (temperatur). Faktor pembentukan tanah melalui iklim meliputi curah hujan dan suhu.
Curah hujan
Pada umumnya makin banyak curah hujan maka keasaman tanah makin tinggi atau pH tanah makin rendah, karena banyak unsur-unsur logam alkali tanah yang terlindi misalnya, Na, Ca, Mg, dan K, dan sebaliknya makin rendah curah hujan maka makin rendah tingkat keasaman tanah dan makin tinggi pH tanah. Makin lembab suatu tanah maka makin jelek aerasinya dan juga sebaliknya, hal ini desebabkan karena adanya pergantian antara air dan udara dalam tanah.
Suhu (temperatur)
Suhu sangat berpengaruh bagi proses pembentukan tanah meliputi evapotranspirasi yang meliputi gerak air di dalam tanah, juga meliputi reaksi kimia bilamana suhu makin besar maka makin cepat pula reaksi kimia berlangsung.
2. Bahan Induk (Parent Rock)
Dalam proses pembentukan tanah juga terdapat bahan induk yang menyusun pembentukan tanah, bahan induk tersebut bersumber dari batuan dan bahan organik.
Batuan
Batuan dapat didefinisikan sebagai bahan padat yang terjadi didalam membentuk kerak bumi, batuan pada umumnya tersusun atas dua mineral atau lebih. Berdasarkan cara terbentuknya batuan dapat dibedakan menjadi 3 jenis batuan, yaitu beku, batuan endapan dan batuan malihan.
- Batuan Beku
Batuan beku atau batuan vulkanik terbentuk oleh magma yang berasal dari letusan gunung berapi, batuan beku atau batuan vulkanik terdiri dari meneral yang tinggi dan banyak mengandung unsur hara tanaman. Di Indonesia batuan vulkanik memegang peranan yang lebih penting, hal ini di sebabkan karena gunung berap[i tersebar mana-mana, dan karena letesan gunung berapi yang menghasilkan batuan vulkanik yang menyebabkan kesuburan tanah. Selain atas dasar terjadinya batuan vulkanik juga dapat dibagi atas dasar kandungan kadar Si O2 nya menjadi tiga golongan, yaitu, batuan asam yang berkadar Si O2 lebih dari 65%, batuan intermedier yang kadar Si o2 antar 52% s/d 65% dan batuan basis yang berkadar Si O2 kurang dari 52%.
Batuan vulkanik di Indonesia kebanyakan termasuk basis, kemudian intermedier dan yang paling sedikit batuan asam. Batuan asam biasanya berwarna lebih muda dari pada batuan basis, batuan asam juga biasanya lebih banyak mengandung alkali dan Al, sedangkan kadar unsur-unsur seperti Fe,Mg dan Ca lebih rendah, sehingga berat jenisnya juga lebih kecil. Perbedaan lain adalah mengenai daya tahannya terhadap proses pelapukan, batuan asam lebih tahan terhadap proses pelapukan karena warnanya kebih muda. Akibatnya tanah yang berasal dari batuan asam tektunya lebih kasar daripada tanah yang berasal dari bari batuan basis, maka dapat dikatakan tanah yang berasal dari batuan asam mempunyai kandungan unsurhara yang sedikit dibandingkan dengan tanah yang berasal dari batuan basis.
- Batuan Endapan
Batuan endapan terjadi karena proses pengendapan bahan yang diangkut oleh air atau udara dalam waktu yang lama. Ciri untuk membedakan batuan endapan dan batuan lainnya yaitu, batuan endapan biasanya berlapis, mengandung jasad (fosil) atau bekas-bekasnya dan adanya keseragaman yangnyata dari bagian-bagian berbentuk bulat yang menyusun.
Adanya lapisan dalam batuan ini disebabkan karena timbunan lapisan pengendapan yang masing-masing berbeda bahan, tekstur, warna dan tebalnya. Perbedaan ini terutama di sebabkan oleh karena perbedaan waktu pengendapan dan bahan yang diendapkannya.jika bahan yang diendapkannya seragam maka ciri akan terlihat kurang jelas. Batuan endapan dari bahan-bahan yang diendapkan dari hasil pecahan batuan yang telah ada sebelumnya. Proses pelapukan batuan endapan dapat terjadi melalui gerakan bumi, seperti gempa bumi, patahan,timbulan,bahkan lipatan, dan tekanan akibat temperartur, juga bisa diakibatkan oleh tenaga mahkluk hidup saeperti akar dan hewan, maupun gaya kimia yang di sebabkan oleh gaya kimia seperti CO2, O2 asam organik dan sebagainya.
- Batuan Malihan
Batuan malihan terbentuk dari batuan beku atau batuan endapan atau juga dapat terbentuk dari batuan malihan lainnya yang mengalami proses perubahan susunan dan sentuknya yang akibatkan oleh pengaruh panas, tekanan atau gaya kimia. Batuan malihan adalah batuan yanga memiliki sipat – sipat akibat telah malihnya batuan semula baik batuan beku maupun endapan. Yang di namakan proses malihan adalah jumlah proses yang bekerja dalam zone pelapukan dan menyebabkan pengkristalan kembali bahan induk. Adapun sarat tejadinya proses malihan yaitu di sebabkan oleh temperatur tinggi, tekanan kuat, dan waktu lama.
Temperatur tinggi saling mempercepat reaksi kimia juga penting untuk dapat melampaui temperatur mineralnya. Secara teori dapat di terapkan atom – atom yang menyusun mineral setelah mencapai temperatur kritik amplitudo getarannya akan sedemikian besarnya, sehingga atom – atom dapat bergerak lebih besar dan mampu bertukar tempat. Temperatur yang tinggi juga dapat mempertinggi plasitisitas mineral. Sumber panasnya berasal dari bagian dalam bumi, energi mekanik menghasilkan yang merupakan hasil proses geologi dan magma yang meleleh.
Tekanan yang mempengaruhi proses malihan ada macam, yaitu tekanan hidrostastik dan tekanan yang berarah berupa desakan. Yang tertama menyebabkan perubahan volume dan menghasilkan stuktur butir yang tidak teratur, sedangkan desakan menyebabkan bentuk dan menghasilkan struktur sejajar. Tekanan yuang seragam mempengaruhi keseimbangan kimia dengan memacu pengeluaran volume dan pembentukan mioniral-mineral yang rapat jenisnyalebih tinggi, sedangkan desakan mewujudkan berbagai pengaruh terhadap susunan mineral batuan. Waktu yang lama lambat laun membentuk batuan malihan.
• Organik
Bahan organik berperan terhadap kesuburan tanah dan berpengaruh juga ketahanan agregat tahan. Selain itu, bahan organik mempunyai pengaruh terhadap warna tanah yang menjadikan warna tanah coklat kehitaman.serta terhadap ketersediaan hara dalam tanah. Tumbuhan menjadi sumber utama bagi bahan organik, pada keadaan alami tumbuhan menyediakan bahan organik yang sangat besar, akibat pencernaan oleh mikro organisme bahan organik tercampur tercampur dalam tanah secara proses imfiltasi. Beberapa bentuk kehidupan seperti cacing, rayap, dan semut berperan penting dalam pengangkutan tanah.
Faktor yamg mempengaruhi bahan organik tanah yaitu, kedalaman tanah yang mentukan kadar bahan bahan organik yang ditentukan pada kedalaman 20 cm dan makin ke bawah makin berkurang, faktor iklim menyebabkan bilamana semakin rendahnya suhu, maka makin tinggi pula bahan organik yang terkandung dalam tanah.
3. Makhluk Hidup (Rates of Growth and Decay)
Semua makhluk hidup, baik hidupnya maupun sudah mati mempunyai pengaruh terhadap pembentukan tanah. Di antara makhluk yang paling berpengaruh adalah vegetasi karena jumlahnya banyak dan berkedudukan untuk waktu yang lama, sedangkan hewan dan manusia berpengaruh tidak langsung melalui vegetasi.
Jasad renik (mikro organisme) dalam tanah mempunyai peranan dalam proses peruraian bahan organik menjadi unsur hara dapat diserap oleh akar tanaman dan pembentukan humus (bunga tanah). Cacing tanah sangat aktif dalam peruraian (dekomposisi) tanah. Pada waktu malam hari cacing membawa guguran dedaunan dan rerumputan kedalam lubang-lubangmnya dan mencampur dengan mineral-mineral tanah. Sokresin yang dikeluarkan mengandung Ca lebih banyak daripada tanah disekitarnya. Lubang-lubang cacing akan mempengaruhi aerasi dan perembesan air . Semut-semut menyusup kedalam tanah dan mengangkut bahan-bahan dari dalam tanah kepermukaa tanah sambil membangun sarang-sarangnya berupa berupa bukit-bukit kecil di permukaan tanah dan sering pada batang-batang pohon. Rayap-rayap makan sisa-sisa bahan organik. Tikus dan binatang lai menggunakan tanah sebagai tempat tinggal dan tempat perlindungan. Manusia mempengaruhi pembentukan tanah melalui cara penggunaan tanahnya, terutama cara bercocok tanam, menentukan jemnis tanaman yang ditanam, cara pengolahan atau penggarapan, permukaan, cara pemanenan, menentukan rotasi tanaman dan lain sebagainya.
4. Topografi (Slope Aspect and Steepness)
Topogarfi alam dapat mempercepat atau memperlambat kegiatan iklim. Pada tanah datar kecepatan pengaliran air lebih kecil daripada tanah yang berombak. Topografi miring mepercepat berbagai proses erosi air, sehingga membatasi kedalaman solum tanah. Sebaliknya genangan air di dataran, dalam waktu lama atau sepanjang tahun, pengaruh iklim nibsi tidak begitu nampak dalam perkembangan tanah.
Di daerah beriklim humid tropika dengan bahan induk tuff vulkanik, pada tanah yang datar membentuk tanah jenis latosol berwarna coklat, sedangkan di lereng pegunungan akan terbentuk latosol merah. Di daerah semi arid (agak kering) dengan bahan induk naval pada topografi datar akan membentuk tanah jenis grumosol, kelabu, sedangkan di lereng pegunungan terbentuk tanah jenis grumosol berwarna kuning coklat. Di lereng pegunungan yang curam akan terbentuk tanah dangkal. Adanya pengaliran air menyebabkan tertimbunnya garam-garam di kaki lereng, sehingga di kaki gunung berapi di daerah sub humid terbentuk tanah berwarna kecoklat-coklatan yang bersifat seperti grumosol, baik secara fisik maupun kimianya. Di lereng cekung seringkali bergabung membentuk cekungan pengendapan yang mampu menampung air dan bahan-bahan tertentu sehingga terbentuk tanah rawang atau merawang.
5. Faktor Waktu (Time)
Lamanya bahan induk mengalami pelapukan dan perkembangan tanah, memainkan peranan penting dalam menentukan jenis-jenis tanah terbentuk. Gunung berapi mengendapkan lava dan abu gunung di saat terjadi letusan gunung berapi tersebut, seringkali pengendapan lava ataupun terjadinya letusan gunung tidak terjadi pada waktu yang sama. Semua tingkatan perkembangan tanah dapat ditemukan kembali pada endapan-endapan itu. Di daerah beriklim tropika, pembentukan tanah dari bahan induk berupa abu gunung berapi berlangsung cepat, sehingga dalam waktu empat belas tahun sudah dapat terbentuk tanah yang cukup subur.
Indonesia adalah negara kepulauan dengan daratan yang luas dengan jenis tanah yang berbeda-beda. Berikut ini adalah macam-macam / jenis-jenis tanah yang ada di wilayah Negara Kesatuan Republik Indonesia.
1. Tanah Humus
Tanah humus adalah tanah yang sangat subur terbentuk dari lapukan daun dan batang pohon di hutan hujan tropis yang lebat.
2. Tanah Pasir
Tanah pasir adalah tanah yang bersifat kurang baik bagi pertanian yang terbentuk dari batuan beku serta batuan sedimen yang memiliki butir kasar dan berkerikil.
3. Tanah Alluvial / Tanah Endapan
Tanah aluvial adalah tanah yang dibentuk dari lumpur sungai yang mengendap di dataran rendah yang memiliki sifat tanah yang subur dan cocok untuk lahan pertanian.
4. Tanah Podzolit
Tanah podzolit adalah tanah subur yang umumnya berada di pegunungan dengan curah hujan yang tinggi dan bersuhu rendah / dingin.
5. Tanah Vulkanik / Tanah Gunung Berapi
Tanah vulkanis adalah tanah yang terbentuk dari lapukan materi letusan gunung berapi yang subur mengandung zat hara yang tinggi. Jenis tanah vulkanik dapat dijumpai di sekitar lereng gunung berapi.
6. Tanah Laterit
Tanah laterit adalah tanah tidak subur yang tadinya subur dan kaya akan unsur hara, namun unsur hara tersebut hilang karena larut dibawa oleh air hujan yang tinggi. Contoh : Kalimantan Barat dan Lampung.
7. Tanah Mediteran / Tanah Kapur
Tanah mediteran adalah tanah sifatnya tidak subur yang terbentuk dari pelapukan batuan yang kapur. Contoh : Nusa Tenggara, Maluku, Jawa Tengah dan Jawa Timur.
8. Tanah Gambut / Tanah Organosol
Tanah organosol adalah jenis tanah yang kurang subur untuk bercocok tanam yang merupakan hasil bentukan pelapukan tumbuhan rawa. Contoh : rawa Kalimantan, Papua dan Sumatera.