BAB
I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Tanah merupakan
suatu benda alam yang tersusun dari padatan (bahan mineral dan bahan organik),
cairan dan gas, yang menempati permukaan daratan, menempati ruang, dan
dicirikan oleh horison-horison, atau lapisan-lapisan, yang dapat dibedakan dari
bahan asalnya sebagai hasil dari suatu proses penambahan, kehilangan,
pemindahan dan transformasi energi dan materi, atau berkemampuan mendukung
tanaman berakar di dalam suatu lingkungan alami.
Dalam
tanah, gaya-gaya alam bereaksi terhadap bahan-bahan alam dipermukaan bumi
sehingga berdiferensiasi membentuk horizon-horizon mineral maupun organik yang
kedalamannya beragam dan berbeda-beda sifat-sifatnya dengan bahan induk yang
terletak dibawahnya dalam hal morfologi, komposisi kimia, sifat-sifat fisik
maupun kehidupan biologinya.
Pada umumnya reaksi tanah baik tanah
gambut maupun tanah mineral menunjukkan sifat kemasaman atau alkalinitas tanah
yang dinyatakan dengan nilai pH. Nilai pH menunjukkan banyaknya konsentrasi ion
Hidrogen (H+) di dalam tanah. Makin tinggi kadar ion H+ di dalam tanah, semakin
masam tanah tersebut. Di dalam tanah selain H+ dan ion‑ion lain ditemukan pula
ion OH-, yang jumlahnya sebanding dengan banyaknya H+.
B. Perumusan Masalah
Reaksi tanah merupakan suatu istilah
yang digunakan untuk menyatakan reaksi asam atau basa dalam tanah. Koloid
tanah adalah bahan organik dan bahan mineral tanah yang sangat halus sehingga
mempunyai luas permukaan yang sangat tinggi persatuan berat. Karena koloid lempung bermuatan negatif, kation tertarik kepada partikel lempung dan terikat secara elektrostatik pada permukaan lempung. Fenomena ini dinamakan dengan jerapan kation.
Kejenuhan basa adalah perbandingan antara kation basa dengan jumlah
kation yang dapat dipertukarkan pada koloid tanah. Faktor-faktor yang
mempengaruhi PH tanah adalah kadar atau
kepekatan ion hidrogen di dalarn tanah tersebut. Nilai KTK tanah sangat beragam dan tergantung pada sifat
dan ciri tanah itu sendiri. Besar kecilnya KTK tanah dipengaruhi oleh
reaksi
tanah, semakin tinggi pH semakin tinggi KTK, tekstur tanah, semakin tinggi kadar
liat semakin tinggi KTK, jenis liat, KTK liat 2:1 lebih besar dari pada 1:1, kadar BO, makin tinggi BO makin
tinggi KTK, pengapuran dan pemupukan kation, menaikan pH. Unsur
hara yang larut dalam larutan-tanah berasal dari
beberapa sumber seperti pelapukan mineral primer, dekomposisi
bahan organik, deposisi dari atmosfer, aplikasi pupuk, AIR
IRIGASI, rembesan air tanah dari tempat lain, dan lainnya. Aluminium dan besi dapat mengakibatkan
tanaman kekurangan hara dan keracunan. Reaksi tanah dapat berdiferensiasi
membentuk horizon-horizon mineral maupun organik yang kedalamannya beragam dan
berbeda-beda sifat-sifatnya dengan bahan induk yang terletak dibawahnya dalam
hal morfologi, komposisi kimia, sifat-sifat fisik maupun kehidupan biologinya.
BAB
II
PEMBAHASAN
A. 1. REAKSI TANAH, KOLOID TANAH
Pengertian Reaksi Tanah
Reaksi tanah merupakan suatu istilah yang digunakan untuk menyatakan
reaksi asam atau basa dalam tanah. Sejumlah proses dalam tanah dipengaruhi oleh
reaksi tanah dan biokimia tanah yang berlansung spesifik. Pengaruh langsung
terhadap laju dekomposisi mineral tanah dan bahan organik, pembentukan mineral
lempung bahkan pertumbuhan tanaman (Anonim, 2009a).
Pengaruh tidak langsungnya terhadap kelarutan dan ketersediaan hara
tanaman, sebagai contoh perubahan konsentrasi fosfat dengan perubahan pH tanah.
Konsentrasi ion H+ yang tinggi bisa meracuni tanaman. Secara teoritis, angka pH
berkisar antara 1 sampai 14. Angka satu berarti kepekatan ion hidrogen di dalam
tanah ada 10 ‑ 1 atau 1/10 gmol/l. Tanah pada kepekatan ini sangat asam.
Sementara angka 14 berarti kepekatan ion hidrogennya 10‑14 gmol/l. Tanah pada
angka kepekatan ini sangat basa (Anonim, 2009a).
Tanah‑tanah yang ada di Indonesia sangat bervariasi tingkat keasamannya.
Ada tanah yang masam seperti Podsolik Merah Kuning, dan latosol Tanah yang
alkalis seperti Mediteran Merah Kuning dan Grumosol. Bagi tanah – tanah yang
bereaksi masam, seringkali tidak atau kurang sesuai bagi pertumbuhan tanaman.
Oleh karena itu pada tanah‑tanah demikian sering dilakukankan pengapuran
(liming). bahan- bahan yang digunakan untuk menaikkan pH tanah yang bereaksi
masam menjadi mendekati netral dengan harga pH sekitar 6,5 (Anonim, 2009a).
Sifat
Kemasaman Tanah
Terdapat dua jenis reaksi tanah atau kemasaman tanah, yakni kemasaman
(reaksi tanah) aktif dan potensial. Reaksi tanah aktif ialah yang diukurnya
konsentrasi hidrogen yang terdapat bebas dalam larutan tanah. Reaksi tanah inilah
yang diukur pada pemakaiannya sehari‑hari. Reaksi tanah potensial ialah
banyaknya kadar hidrogen dapat tukar baik yang terjerap oleh kompleks koloid
tanah maupun yang terdapat dalam larutan (Anonim, 2009a).
Sejumlah senyawa menyumbang pada pengembangan reaksi tanah yang asam
atau basa. Asam‑asam organik dan anorganik, yang dihasilkan oleh penguraian
bahan organik tanah yang merupakan konstituen tanah yang umum dapat
mempengaruhi kemasaman tanah. Respirasi akar tanaman menghasilkan CO2
yang akan membentuk H2CO3 dalam air. Air merupakan sumber
lain dari sejumlah kecil ion H+. Suatu bagian yang besar dari ion‑ion H+ yang
dapat dipertukarkan H (Anonim, 2009a).
H—Lempung = H+H
Ion‑ion H+
tertukarkan tersebut berdisosiasi menjadi ion‑ion H+ bebas. Derajat ionisasi
dan disosiasi ke dalam larutan tanah menentukan khuluk kemasaman tanah. Ion‑ion
H+ yang dapat dipertukarkan merupakan penyebab terbentuknya kemasaman tanah
potensial atau cadangan. Besaran dari kemasaman potensial ini dapat ditentukan
dengan titrasi tanah. Ion‑ion H+ bebas menciptakan kemasaman aktif. Kemasaman
aktif diukur dan dinyatakan sebagai pH tanah. Tipe kemasaman inilah yang
mempengaruhi pertumbuhan tanaman (Anonim, 2009a).
Koloid Tanah
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 (Anonim,
2008).
Koloid
anorganik terdiri dari mineral liat Al-silikat, oksida-oksida Fe dan Al,
mineral-mineral primer (Anonim,
2008).
Mineral
liat Al-silikat mempunyai bentuk kristal yang baik misalnya kaolinit, haolisit,
montmorilonit, ilit. Kaolinit dan haolisit banyak ditemukan pada tanah-tanah
merah (coklat) yaitu tanah-tanah yang umumnya berdrainase baik, sedangkan
montmorilonit ditemukan pada tanah-tanah yang mudang mengembang dan mengerut
serta pecah-pecah pada musim kering misalnya tanah vertisol. Ilit ditemukan
pada tanah-tanah berasal dari bahan induk yang banyak mengandung mika dan belum
mengalami pelapukan lanjut. Adanya muatan negatif pada mineral liat disebabkan
oleh beberapa hal yaitu : (1) Kelebihan muatan negatif pada ujung-ujung patahan
kristal baik pada Si-tetrahedron maupun Al-oktahedron, (2) Disosiasi
H+ dari gugus OH- yang terdapat pada tepi atau ujung
kristal, (3) Substitusi isomorfik (Anonim, 2008).
Pada
mineral liat Kaolinit masing-masing unit melekat dengan unit lain dengan kuat
(oleh ikatan H) sehingga mineral ini tidak mudah mengembang dan mengerut bila
basah dan kering bergantian. Substitusi isomorfik sedikit atau tidak ada
sehingga kandungan muatan negatif atau KTK rendah. Muatan negatif hanya pada
patahan-patahan kristal atau akibat disosiasi H bila pH naik. Karena itu,
muatan negatif mineral ini meningkat bila pH naik (muatan tergantung pH) (Anonim, 2008).
Keadaan
ini berbeda dengan mineral liat Montmorilonit dimana masing-masing unit
dihubungkan dengan unit lain oleh ikatan yang lemah (oksigen ke oksigen)
sehingga mudah mengembang (bila basah) dan mengerut (bila kering). Hal ini
karena air (dan kation-kation) dan masuk pada ruang-ruang antar unit tersebut.
Dalam proses pembentukan montmorilonit banyak Al3+ dalam Al-oktahedron
yang disubstitusi oleh Mg2+ sehingga banyak menghasilkan kelebihan
muatan negatif. Kecuali itu ruang-ruang antar unit yang mudah dimasuki air internal
surface yang aktif disamping sisi-sisi luar (external surace) dan
ujung-ujung patahan. Karena itu montmorilonit mempunyai muatan negatif yang
tinggi (KTK tinggi). Mineral ini pada pH kurang dari 6,0 hanya mengandung
muatan tetap hasil substitusi isomorfik, tetapi bila pH lebih dari 6,0 maka
terjadi muatan tergantung pH (Anonim,
2008).
Illit
umumnya terbentuk langsung dari mika melalui proses alterasi. Mineral
ini dapat menfiksasi K yang diberikan atau yang ada dalam larutan tanah. Adanya
substitusi Si4+ dari Si- tetrahedron oleh Al3+
menyebabkan muatan negatif mineral ini cukup tinggi (Anonim, 2008).
Koloid
organik adalah humus. Perbedaan utama dari koloid organik (humus) dengan koloid
anorganik (liat) adalah bahwa koloid organik (humus) terutama tersusun oleh C,
H dan O sedangkan liat terutama tersusun oleh Al, Si dan O. Humus bersifat
amorf, mempunyai KTK yang lebih tinggi daripada mineral liat (lebih tinggi dari
montmorilonit), dan lebih mudah dihancurkan jika dibandingkan dengan liat.
Sumber muatan negatif dari humus terutama adalah gugusan karboksil dan gugusan
phenol. Muatan dalam humus adalah muatan tergantung pH. Dalam keadaan masam, H+
dipegang kuat dalam gugusan karboksil atau phenol, tetapi iktan tersebut
menjadi kurang kekuatannya bila pH menjadi lebih tinggi. Akibatnya disosiasi H+
meningkat dengan naiknya pH, sehingga muatan negatif dalam koloid humus yang
dihasilkan juga meningkat. Berdasar atas kelarutannya dalam asam dan alkali,
humus diperkirakan disusun oleh tiga jenis bagian utama, yaitu asam fulvik,
asam humik dan humin (Anonim,
2008).
2. HUBUNGAN PERTUKARAN KATION DAN
ANION DALAM TANAH DAN PERTUMBUHAN TANAMAN
Karena koloid lempung bermuatan negatif, kation tertarik kepada partikel lempung dan terikat secara elektrostatik pada permukaan lempung. Fenomena ini dinamakan dengan jerapan kation (Anonim, 2011a).
Ion
dengan ukuran hidratasi yang rendah, lebih dulu teradsorpsi.
Urutan jerapan kation monovalen oleh lempung:
Cs > Rb
> K > Na > Li
disebut sebagai Lyotropic Series (Anonim, 2011a).
Reaksi Pertukaran Kation
Reaksi pertukaran kation juga melibatkan
H+ sehingga istilah
“Pertukaran Kation” lebih tepat
daripada “Pertukaran Basa”. Kation yang terjerap dapat ditukar oleh kation
lainnya, dan proses ini dinamakan
sebagai pertukaran kation. Reaksi pertukaran ini berlangsung secara instant (Anonim, 2011a).
Ca
– Tanah + 2NH4+ ® (NH4)2
- Tanah + Ca2+
Jerapan dan pertukaran kation ini mempunyai arti penting di dalam serapan hara oleh tanaman, kesuburan tanah, retensi hara dan pemupukan. Kation yang terjerap biasanya tersedia untuk tanaman dengan menukarkannya dengan ion H+ hasil respirasi akar tanaman (Anonim, 2011a).
Hara
yang ditambahkan ke dalam tanah melalui
pemupukan akan diikat oleh permukaan
koloid tanah dan dapat dicegah
dari pelindian, sehingga dapat menghindari kemungkinan pencemaran air tanah (ground water) (Anonim, 2011a).
Kapasitas Pertukaran Kation (KPK)
Kapasitas tukar kation (KTK) merupakan
sifat kimia yang sangat erat hubungannya dengan kesuburan tanah. Tanah-tanah
dengan kandungan bahan organik atau kadar liat tinggi mempunyai KTK lebih
tinggi daripada tanah-tanah dengan kandungan bahan organik rendah atau
tanah-tanah berpasir (Hardjowogeno 2003).
Menurut Hardjowogeno (2003) nilai KTK tanah sangat
beragam dan tergantung pada sifat dan ciri tanah itu sendiri. Besar kecilnya
KTK tanah dipengaruhi oleh :
a) Reaksi
tanah, semakin tinggi pH semakin tinggi KTK.b) Tekstur
tanah, semakin tinggi kadar liat semakin tinggi KTK.c) Jenis
liat, KTK liat 2:1 lebih besar dari pada 1:1d) Kadar
BO, makin tinggi BO makin tinggi KTK.e)
Pengapuran dan pemupukan kation, menaikan pH.kapasitas tukar kation tanah sangat beragam, karena jumlah humus dan liat serta macam liat yang dijumpai dalam tanah berbeda-beda pula.
KPK atau Cation
Exchange Capacity (CEC) merupakan kapasitas tanah untuk menjerap atau menukar kation. Biasanya dinyatakan dalam
miliekuivalen/100 g tanah atau
me %, tetapi sekarang diubah menjadi cmolc/kg tanah (centimoles of charge per kilogram of dry soil ) (Anonim, 2011a).
Menurut
Anonim (2011) nilai KPK tanah bervariasi bergantung kepada tipe and jumlah koloid di dalam tanah. Pada umumnya
KPK koloid tanah adalah sebagai berikut:
|
Koloid Tanah
|
KPK (me %)
|
|
Humus
|
200
|
|
Vermikulit
|
100-150
|
|
Montmorilonit
|
70-95
|
|
Illit
|
10-40
|
|
Kaolinit
|
3-15
|
|
Seskuioksida
|
2-4
|
Kation
dengan valensi lebih besar diabsorbsi lebih kuat dari pada kation dengan
valensi yang lebih rendah. Untuk suatu valensi tertentu, kation dengan radius
hidrasi terkecil akan bergerak merapat kepermukaan misel dan diabsorbsi
dan lebih diabsorbsi lebih kuat (Anonim, 2009b).
FIKSASI
(SEMATAN) KATION
Dalam kondisi tertentu kation yang teradsorpsi terikat secara kuat oleh lempung
sehingga tidak dapat dilepaskan kembali oleh reaksi
pertukaran. Kation ini disebut KATION YANG TERFIKSASI atau TERSEMAT (Anonim, 2011a).
Walaupun sembarang kation dapat mengalami fiksasi, tetapi yang paling penting adalah fiksasi K+ dan NH4+
yang terjadi dengan mekanisme yang sama.
Mineral lempung yang banyak
meyumbang fiksasi K+
dan NH4+
antara lain : mika, illit, montmorilonit, dan vermikulit. Permikutit, zeolit, feldspar dan glaukonit juga
diduga dapat mefiksasi K. Ada pendapat bahwa mineral dengan muatan interlayer yang kuat dan mempunyai
zona (wedge zone) yang mempunyai
selektifitas tinggi terhadap K akan banyak memfiksasi K (Anonim, 2011a) .
K yang terfiksasi dapat dilepaskan kembali dan menjadi tersedia untuk tanaman. Adanya asam humat
dan asam fulvat di dalam
tanah dapat mempercepat proses tersebut. Tisdale dan Nelson
(1975) berpendapat bahwa fiksasi K merupakan poses konservasi di alam.
Fiksasi K penting di dalam tanah pasiran untuk mencegah dari pelindian. Pemupukan
K+ dan NH4+
yang terus menerus
dapat menurunkan fiksasi K (Anonim, 2011a).
Kapasitas Tukar Anion (KTA)
KPA adalah Kapasitas lempung untuk
menyerap dan menukar anion. Lempung akan bermuatan positif hanya terjadi dalam
kondisi asam, ketika dimana pH tanah dibawah ZPC Clay atau karena patahnya
ikatan mineral lempung (Anonim,
2009b).
Tempat pertukaran anion timbul dari
protonasi hidroksil pada permukaan laut. Gilosite merupakan oksida liat yang
teriri dari alumenium dalam koordinasi 6 dengan hidroksil. Dalam lingkungan acidik
yang normal, tanah tropik mengalami pelapukan tinggi, hidroksil mengambil atom
hydrogen (proton) (Anonim, 2009b).
Jenis Anion : SiO44-, H2PO4-,
SO42-, NO3- dan Cl-
Menurut
Anonim (2009b) kapasitas
tukar kation meningkat seperti peningkatan PH tanah dan kapasitas tukar anion
meningkat dengan berkurangnya PH tanah. Sebagian kecil Horison tanah bermuatan
positif tetapi, peranan peristiwa ini dapat melebihi perkiraan, sebab hubungan
timbal balik tanah dan makanan tanaman yang sangat penting, ringkasnya, tanah dengan
koloid bermuatan positif :
1. Mengabsobsi anion Ion-ion
netral dan khlor.
2. Kation seperti kalsium,
magnesium, dan kalium ditolak dan tetap sangat rentan terhadap pencucian dalam larutan
tanah.
B. 1. HUBUNGAN ANTARA PH TANAH DAN PERSEN KEJENUHAN BASA HIDROGEN
Kejenuhan
basa adalah perbandingan antara kation basa dengan jumlah kation yang dapat
dipertukarkan pada koloid tanah. Kejenuhan basa mencerminkan perbandingan
kation basa dengan kation hidrogen dan alumunium. Berarti semakin kecil
kejenuhan basa semakin masam pulalah reaksi tanah atau pH-nya makin rendah.
Kejenuhan basa 100% mencerminkan pH tanah yang netral, kurang dari itu mengarah
ke pH tanah masam, Sedangkan lebih dari itu mengarah ke basa (Anonim, 2011b).
Kejenuhan basa adalah perbandingan dari
jumlah kation basa yang ditukarkan dengan kapasitas tukar kation yang
dinyatakan dalam persen. Kejenuhan basa rendah berarti tanah kemasaman tinggi
dan kejenuhan basa mendekati 100% tanah bersifal alkalis. Tampaknya terdapat
hubungan yang positif antara kejenuhan basa dan pH. Akan tetapi hubungan
tersebut dapat dipengaruhi oleh sifat koloid dalam tanah dan kation-kation yang
diserap. Tanah dengan kejenuhan basa sama dan komposisi koloid berlainan, akan
memberikan nilai pH tanah yang berbeda. Hal ini disebabkan oleh perbedaan
derajat disosiasi ion H+ yang diserap pada permukaan koloid (Anonim, 2011b).
Basa-basa
yang dapat dipertukarkan meliputi Ca, Mg, K, dan Na. Persentase penjenuhan basa
adalah persentase kapasitas pertukaran kation-kation itu (Anonim,
2011b).
Secara umum jika pH tinggi, kejenuhan
basa akan tinggi. Kejenuhan basa yang rendah berarti kandungan ion H yang
tinggi. Kejenuhan basa biasanya dapat digunakan sebagai indikasi kesuburan
tanah. Tanah sangat subur àdalah derajat kejenuhan basa lebih dari 80%. Tanah
kesuburan sedang àdalah derajat kejenuhan basanya antara 50%-80%, tanah tidak
subur àdalah derajat kejenuhan basa kurang dari 50%. Pengapuran meningkatkan kejenuhan
basa (Anonim, 2011b).
Tanah dengan fraksi pasir tinggi,
pencucian basa – basa terjadi lebih intensif dibandingkna tanah bertekstur
halus. Sebagai akibat hubungan tidak langsung, maka C organik, kation dapat
ditukar, Kapasitas Pertukaran Kation tanah yang mempunyai korelasi positif
sangat nyata dengan fraksi liat, juga berkorelasi positif sangat nyata dengan K
potensial. Kandungan basa – basa dapat ditukar yang renda, menunjukkan bahwa
tanah telah mengalami pencuciann lanjut dan bahan induk tanah tergolong miskin
basa – basa dan unsur hara (Anonim, 2011b).
Kejenuhan basa berhubungan erat dengan KPK tanah yaitu % Kejenuhan basa =
[Jumlah Kation Tertukar (dlm me %) / KPK] x 100
Contoh :
|
Kation Tertukar
|
me %
|
|
Ca
|
10
|
|
Mg
|
5
|
|
K
|
10
|
|
Na
|
5
|
|
Jumlah
|
30
|
Jika KPK tanah =
50%, maka % kejenuhan basa = 30/50 x 100 = 60 %. Ada korelasi positif antara pH tanah dan persen kejenuhan basa. Secara umum
jika pH tinggi, kejenuhan basa akan
tinggi (Anonim, 2011a).
Menurut Anonim (2011a) kejenuhan basa yang rendah berarti kandungan H+ yang tinggi. Kejenuhan basa biasanya dapat digunakan sebagai indikasi kesuburan tanah :
Tanah sangat subur ®
derajat kejenuhan basa ≥ 80%,
Tanah kesuburan sedang ®
derajat kejenuhan basa 50 % - 80 %
Tanah tidak subur ®
derajat kejenuhan basa ≤ 50 %
Pengapuran (liming) dapat meningkatkan kejenuhan basa.
2. FAKTOR-FAKTOR LAIN
YANG MEMEPENGARUHI PH TANAH
Keasaman
tanah ditentukan oleh kadar atau kepekatan ion hidrogen di dalarn tanah
tersebut. Bila kepekatan ion hidrogen di dalam tanah terlalu tinggi maka tanah
akan bereaksi asam. Sebaliknya, bila kepekatan ion hidrogen terIalu rendah maka
tanah akan bereaksi basa. Pada kondisi ini kadar kation OH‑ lebih tinggi dari
ion H+. Tanah masam adalah tanah dengan pH rendah karena kandungan H+ yang
tinggi (Anonim, 2009a).
Pada tanah masam lahan kering banyak
ditemukan ion Al3+ yang bersifat masam karena dengan air ion tersebut dapat
menghasilkan H+. Dalarn keadaan tertentu, yaitu apabila tercapai kcjenuhan ion
Al3+ tertentu, terdapat juga ion Al-hidroksida dengan cara sebagai berikut :
Al3+ + 3H2O —– Al(OH)2+ + H+
Al3+ + OH- —– Al(OH)2+
dengan demikian dapat menimbulkan variasi kemasaman
tanah.
Di daerah rawa‑tawa, tanah masam umumnya disebabkan oleh kandungan asam sulfat yang tinggi. Di daerah ini sering ditemukan tanah sulfat masam karena mengandung, lapisan cat clay yang menjadi sangat masarn bila rawa dikeringkan akibat sulfida menjadi sulfat (Anonim, 2009a).
Di daerah rawa‑tawa, tanah masam umumnya disebabkan oleh kandungan asam sulfat yang tinggi. Di daerah ini sering ditemukan tanah sulfat masam karena mengandung, lapisan cat clay yang menjadi sangat masarn bila rawa dikeringkan akibat sulfida menjadi sulfat (Anonim, 2009a).
Kebanyakan partikel lempung
berinteraksi dengan ion H+. Lempung jenuh hidrogen mengalami dekomposisi
spontan. Ion hidrogen menerobos lapisan oktahedral dan menggantikan atom Al.
Aluminium yang dilepaskan kemudian dijerap oleh kompleks lempung dan suatu
kompleks lempung-Al‑H terbentuk dengan cepat ion. Al3+ dapat terhidrolisis dan
menghasilkan ion H+:H
lempung – Al3+ + 3H2O —- Al(OH)3 + H– lempung – = H+H
(Anonim, 2009a).
Reaksi tersebut menyumbang pada
peningkatan konsentrasi ion H+ dalam tanah. Sumber keasaman atau yang berperan
dalam menentukan keasaman pada tanah gambut adalah pirit (senyawa sulfur) dan
asam‑asam organik. Tingkat keasaman gambut mempunyai kisaran yang sangat lebar.
Keasaman tanah gambut cendrung semakin tinggi jika gambut semakin tebal. Asam‑asam
organik yang tanah gambut terdiri dari atas asam humat, asam fulvat, dan asam
humin. Pengaruh pirit yaitu pada oksida pirit yang akan menimbulkan keasaman
tanah hingga mencapai pH 2 ‑ 3. Pada keadaan ini hampir tidak ada tanaman
budidaya yang dapat tumbuh baik. Selain menjadi penghambat pertumbuhan tanaman,
pirit menyebabkan terjadinya karatan (corrosion) sehingga mempercepat kerusakan
alat‑alat pertanian yang terbuat dari logam (Anonim, 2009a).
C.
1. PERAN DAYA PERTUKARAN KATION PADA PH TANAH YANG BERUBAH
Menurut Hardjowogeno (2003) nilai KTK tanah sangat
beragam dan tergantung pada sifat dan ciri tanah itu sendiri. Besar kecilnya
KTK tanah dipengaruhi oleh :
a) Reaksi tanah, semakin tinggi pH semakin
tinggi KTK.b) Tekstur
tanah, semakin tinggi kadar liat semakin tinggi KTK.c) Jenis
liat, KTK liat 2:1 lebih besar dari pada 1:1d) Kadar
BO, makin tinggi BO makin tinggi KTK.e)
Pengapuran dan pemupukan kation, menaikan pH.
Reaksi tanah atau PHPada kebanyakan tanah ditemukan bahwa
pertukaran kation berubah dengan berubahnya pH tanah. Pada pH rendah, hanya
muatan permanen liat, dan sebagian muatan koloid organik memegang ion yang
dapat digantikan melalui oertukaran kation. Dengan demukuan KTK relative
rendah. Tekstur tanah atau jumlah liatSemakin tinggi jumlah liat suatu jenis
tanah yang sama, KTK juga bertambah besar. Semakin halus tekstur tanah semakin
besar pula jumlah koloid liat organiknya, sehingga KTK makin besar. Sebaliknya
tekstur kasar seperti debu atau pasir, jumlah koloid liat relative kecil
demikian oula koloid organiknya, sehingga KTK relative lebih kecil dari pada
tanah bertekstur halus.Bahan organikBahan organik mempunyai daya serap kation
lebih besar dari pada koloid liat berarti semakin tinggi kandungan bahan
organik suatu tanah semakin tinggi pula KTKnya.Pengapuran dan pemupukanPengaruh
pengapuran dan pemupukan ini berkaitan erat dengan perubahan pH, yang
selanjutnya mempengaruhi KTK tanah. Besarnya KTK dinyatakan dengan satuan
miliekuivalen (me). Satu me sama dengan satu milligram H, atau sejumlah ion
lain yang dapat berkombinasi atau menggantikan ion hydrogen.
Ion-ion
nitrat dan khlorida sangat mudah larut dan lazimnya tidak membentuk
senyawa yang tidak-larut dengan komponen tanah.
Akibatnya nitrat dan khlorida yang ditambahkan ke tanah
akan tetap berbentuk anion dalam larutan tanah hingga diserap oleh
akar tanaman atau jasad renik, tercuci, atau mengalami reaksi
denitrifikasi nitrat. Anion sulfat dalam tanah-tanah netral
dan alkalis mempunyai perilaku yang serupa dengan
nitrat, tetapi dalam tanah-tanah masam cenderung untuk
dijerap oleh koloid tanah. Kebanyakan unsur hara lainnya membentuk
beberapa tipe senyawa yang kurang melarut dan cenderung mempertahankan
konsentrasi kesetimbangan dalam larutan tanah.
Dengan demikian kation-kation larut air akan
berkesetimbangan dengan kation tukar; kation-kation seperti Cu dan
Zn mempunyai ciri-ciri asam Lewis (sebagai aseptor elektron) dapt
membentuk kompleks dengan bahan organik tanah; ion ferri dan Al membentuk
hidroksida atau oksida hidrous yang tidak melarut; fosfor membentuk
senyawa Fe-fosfat, Al-fosfat dan Ca-fosfat yang tidak melarut (Anonim, 2008).
Kondisi
pH tanah merupakan faktor penting yang menentukan kelarutan unsur
yang cenderung berkesetimbangan dengan fase padatan (Tabel
1). Kelarutan oksida-oksida hidrous dari Fe dan Al secara langsung tergantung
pada konsentrasi hidroksil (OH-)
dan menurun kalah pH meningkat. Kation hidrogen (H+) bersaing secara langsung dengan kation-kation asam
Lewis lainnya membentuk tapak kompleksi, dan oleh karenanya
kelarutan kation kompleks seperti Cu dan Zn akan meningkat dengan
menurunnya pH. Konsentrasi kation
hidrogen menentukan besarnya KTK tergantung-muatan (dependent charge) dan dengan
demikian akan mempengaruhi aktivitas semua kation tukar. Kelarutan Fe-fosfat, Al-fosfat dan Ca-fosfat
sangat tergantung pada pH, demikian juga kelarutan anion molibdat (MoO4) dan sulfat
yang terjerap. Anion molibdat dan
sulfat yang terjerap, dan fosfat yang terikat Ca kelarutannya
akan menurun kalau pH meningkat.
Selain itu, pH juga mengendalikan kelarutan karbonat dan silikat,
mempengaruhi reaksi-reaksi redoks, aktivitas jasad renik, dan menentukan bentuk-bentuk kimia dari
fosfat dan karbonat dalam larutan tanah. Pengasaman mineral silikat
dapat menggeser "muatan patahan" dari negatif menjadi
positif (Anonim,
2008).
Tabel 1.
Pengaruh kemasaman terhadap beberapa reaksi yang berlangsung dalam tanah
|
No.
|
Gugusan yang ter-pengaruhi
|
Reaksi-reaksi umum
|
|
1.
|
Hidroksida dan
|
xAl3+
+ 3xOH- === AlxOH(3x-y)y+ +
yOH- === xAl(OH)3
|
|
|
Oksida
|
xFe3++
3xOH- === FexOH(3x-y)y+
+ yOH- ====
|
|
|
|
xFe(OH)3 === 0.5xFe2O3
+ 3x H2O
|
|
2.
|
Karbonat
|
CaCO3
+ 2H+ === Ca++ + CO2 + H2O
|
|
3.
|
Kompleks*)
|
CuCh + 2H+ === Cu++
+ H2Ch
|
|
4.
|
Fosfat
|
Fe(OH) 2H2PO4
+ OH- === Fe(OH) 3 + H2PO4-
|
|
|
|
Al(OH) 2H2
PO4 + OH- === Al(OH) 3 + H2PO4-
|
|
|
|
Ca10(PO4)6(OH)
2 +14H+ === 10Ca++ + 6H2PO4-
+ 2H2O
|
|
5.
|
Silikat
|
Mg2SiO4 + 4 H+
=== 2Mg++ + Si(OH)4
|
|
|
|
SiO2
+H2O +OH- ===
OSi(OH) 3-
|
|
6.
|
KTK (tergantung pH)
|
M+X- + H+
=== M+ + HX (**)
|
|
7.
|
Muatan pada
|
  Si Si |
|
|
patahan
|
  O 0.5- + H+ ===
OH 0.5+ |
|
|
silikat
|
Al Al
|
|
|
|
Al-OH0.5- + H+ ====
Al-OH2 0.5+
|
|
8.
|
Sistem redoks
|
Mn2+ + H2O + O2
=== 2 H+ + MnO2
|
|
|
|
2Fe2+
+ 5 H2O + O2 === 4H+ + 2Fe(OH) 3
|
|
|
|
H2S + 2O2 ===
2H+ + SO4=
|
|
|
|
NH4+ + 2O2 === 2 H+ + NO3- + H2O
|
|
9.
|
Ion dalam
|
HPO4= + H+ ===
H2PO4-
|
|
|
larutan
|
H2CO3
=== HCO3- + H+ ===
CO3= + 2 H+
|
|
|
|
Cu++ + OH- ====
CuOH+
|
Keterangan: *) Ch
adalah khelat, mencerminkan elektron donor. (**) X merupakan tapak muatan yang
tergantung pH, terutama karboksilat dan fenolat, M+ merupakan kation tukar.
(a).
denitrifikasi nitrat, kombinasi reaksi 1 dan 4
(b). reduksi MnO2 menjadi Mn++, reaksi no. 5
(c). reduksi Cu++
menjadi Cu+, reaksi no. 7
(d). reduksi
oksida hidrous Fe+++ menjadi Fe++, no. 8
(e). reduksi
SO4= menjadi H2S, reaksi
no. 9
(f). produksi
CH4, reaksi no. 10
(g). produksi
H2, reaksi no. 12
2. MEKANISME PENYEDIAAN UNSUR HARA
MAKRO DAN UNSUR HARA MIKRO
Unsur
hara yang larut dalam larutan-tanah berasal dari
beberapa sumber seperti pelapukan mineral primer, dekomposisi
bahan organik, deposisi dari atmosfer, aplikasi pupuk, AIR
IRIGASI, rembesan air tanah dari tempat lain, dan lainnya (Anonim, 2008) .
Ion-ion
nitrat dan khlorida sangat mudah larut dan lazimnya tidak membentuk
senyawa yang tidak-larut dengan komponen tanah.
Akibatnya nitrat dan khlorida yang ditambahkan ke tanah
akan tetap berbentuk anion dalam larutan tanah hingga diserap oleh
akar tanaman atau jasad renik, tercuci, atau mengalami reaksi
denitrifikasi nitrat. Anion sulfat dalam tanah-tanah netral
dan alkalis mempunyai perilaku yang serupa dengan
nitrat, tetapi dalam tanah-tanah masam cenderung untuk
dijerap oleh koloid tanah. Kebanyakan unsur hara lainnya membentuk beberapa
tipe senyawa yang kurang melarut dan cenderung mempertahankan konsentrasi
kesetimbangan dalam larutan tanah.
Dengan demikian kation-kation larut air akan
berkesetimbangan dengan kation tukar; kation-kation seperti Cu dan
Zn mempunyai ciri-ciri asam Lewis (sebagai aseptor elektron) dapt
membentuk kompleks dengan bahan organik tanah; ion ferri dan Al membentuk
hidroksida atau oksida hidrous yang tidak melarut; fosfor membentuk
senyawa Fe-fosfat, Al-fosfat dan Ca-fosfat yang tidak melarut (Anonim, 2008).
Unsur Hara makro maupun mikro walaupun berbeda dalam
jumlah kebutuhanya,namun dalam fungsi pada tanaman,masing-masing unsur sama
pentingnya dan tidak bisa digantikan satu sama lain.kalau diilustrasikan ibarat
roda mobil dengan setir /kemudi.dalam junlah kebutuhan ,roda dibutuhkan lebih
banyak daripada kemudi,namun dari segi kepentinganya,roda tidak dapat
mengalahakan kemudi.dalam hal ini unsur hara mempunyai fungsi dan peran khusus
sendiri-sendiri terhadap proses pertumbuhan dan perkembangan tanaman,sehingga
ketika terjadi kekurangan salah satu dari unsur hara tersebut maka akan
mengakibatkan tidak optimalnya pertumbuhan dan perkembangan tanaman (Anonim,
2008).
Unsur Hara yang diberikan pada tanaman sebaiknya sudah
dalam bentuk ion seperti: NH,HPO,K,Mg,SO, dan laiUnsur Hara merupakan senyawa organis
maupun anorganis yang terdapat didalam tanah atau dengan kata lain, unsur hara
merupaka nutrisi yang terkandung di dalam tanah dan dibutuhkan oleh tanaman.
Unsur Hara sangat dibutuhkan untuk tumbuh kembang tanaman. Berdasarkan tingkat
kebutuhannya maka dapat di golongkan menjadi 2 bagian yaitu unsur hara makro
dan unsur hara mikro (Anonim, 2008).
Unsur hara makro adalah unsur hara yang dibutuhkan oleh
tanaman dalam jumlah besar, yang termasuk unsur hara makro adalah N, P, K, Ca,
S dan Mg. sedangkan unsur hara mikro adalah unsur hara dibutuhkan oleh tanaman
dalam jumlah kecil / sedikit , yang termasuk unsur hara mikro adalah Fe, Cu,
Zn, Mn, Mo, B, Na dan Cl. Kebutuhan unsur hara ini mutlak bagi setiap tanaman
dan tidak bisa digantikan oleh unsur yang lain tentunya dengan kadar yang
berbeda sesuai jenis tanamannya sebab jika kekurangan unsur hara akan
menghambat pertumbuhan tanaman itu sendiri (Anonim,
2008).
Seperti manusia, tanaman memerlukan makanan yang sering
disebut hara tanaman. Berbeda dengan manusia yang menggunakan bahan organik,
tanamana menggunakan bahan anorganik unruk mendapatkan energi dan
pertumbuhannya. Dengan fotosintesis, tanaman mengumpulkan karbon yang ada di
atmosfir yang kadarnya sangat rendah, ditambah air yang diubah menjadi bahan
organik oleh klorofil dengan bantuan sinarmatahari. Unsur yang diserap untuk
pertumbuhan dan metabolisme tanaman dinamakan hara tanaman. Mekanisme perubahan
unsur hara menjadi senyawa organik atau energi disebut metabolsime. Dengan
menggunakan hara, tanaman dapat memenuhi siklus hidupnya. Fungsi hara tanaman
tidak dapat digantikan oleh unsur lain dan apabila tidak terdapat suatu hara
tanaman, maka kegiatan metabolisme akan terganggu atau berhenti sama sekali.
Disamping itu umumnya tanaman yang kekurangan atau ketiadaan suatu unsur hara
akan menampakkan gejala pada suatu orrgan tertentu yang spesifik yang biasa
disebut gejala kekahatan. Unsur hara yang diperlukan tanaman adalah Karbon (C),
Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N), Fosfor (P), Kalium (K), Sulfur (S),
Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), Seng (Zn), Besi (Fe), Mangan (Mn), Tembaga (Cu),
Molibden (Mo), Boron (B), Klor (Cl), Natrium (Na), Kobal (Co), dan Silikon (Si)
(Anonim, 2008).
Unsur Na, Si, dan Co dianggap bukan unsur hara essensial,
tetapi hampir selalu terdapat dalam tanaman. Misalnya, unsur Na pada tanaman di
tanah garaman yang kadarnya relatif tinggi dan sering melebihi kadar P
(Fosfor). Silikon (Si) pada tanaman padi dianggap penting walaupun tidak di
perlukan dalam proses metabolsime tanaman. Jika tanaman padi mengandung Si yang
cukup, maka tanaman tersebut lebih segar dan tidak mudah roboh diterpa angin
sehingga seakan akan Si meningkatkan produksi tanaman. Berdasarkan jumlah yang
di perlukan tanaman, Unsur hara di bagi menjadi dua golongan, yakni unsur hara
makro dan unsur hara mikro. Unsur hara makro dibutuhkan tanaman dan terdapat
dalam jumlah yang lebih besar, di bandingkan dengan unsur hara mikro. Davidescu
(1988) mengusulkan bahwa batas perbedaan unsur hara makro dan mikro adalah 0,02
% dan bila kurang disebut unsur hara mikro. Ada juga unsur hara yang tidak
mempunyai fungsi pada tanaman, tetapi kadarnya cukup tinggi dalam tanaman dan
tanaman yang hidup pada suatu tanah tertentu selalu mengandung unsur hara
tersebut misalnya unsur hara Al (Almunium), Ni (Nikel) dan Fe (Besi).
Berdasarkan sumber penyerapannya, unsur hara di pilahkan menjadi dua, yakni
unsur hara yang di serap dari udara dan unsur hara yang diserap dari tanah (Anonim,
2008).
• Diserap dari Udara
Unsur hara yang di serap dari udara adalah C, O, dan S, yaitu berasal dari CO2, O2, dan SO2, Penyerapan N baik dari udara maupun dari tanah diasimilasikan dalam proses reduksi dan aminasi. Nitrogen (N) udara diserap dari N2 bebas lewat bakteri bintil akar dan NH3 di serap lewat stomata tanaman (Anonim, 2008).
• Diserap dari tanah
Penyerapan unsur hara dilakukan oleh akar tanaman dan diambil dari kompleks jerapan tanah ataupun dari larutan tanah berupa kation dan anion. Adapula yang dapat diserap dalam bentuk khelat yaitu ikatan kation logam dengan senyawa organik. Dewasa ini kebanyakan unsur hara mikro diberikan lewat daun (Anonim, 2008).
• Diserap dari Udara
Unsur hara yang di serap dari udara adalah C, O, dan S, yaitu berasal dari CO2, O2, dan SO2, Penyerapan N baik dari udara maupun dari tanah diasimilasikan dalam proses reduksi dan aminasi. Nitrogen (N) udara diserap dari N2 bebas lewat bakteri bintil akar dan NH3 di serap lewat stomata tanaman (Anonim, 2008).
• Diserap dari tanah
Penyerapan unsur hara dilakukan oleh akar tanaman dan diambil dari kompleks jerapan tanah ataupun dari larutan tanah berupa kation dan anion. Adapula yang dapat diserap dalam bentuk khelat yaitu ikatan kation logam dengan senyawa organik. Dewasa ini kebanyakan unsur hara mikro diberikan lewat daun (Anonim, 2008).
D. KERACUNAN ALUMINIUM, BESI DAN
MANGAN PADA TANAH ASAM
Aluminium dan besi mengakibatkan tanaman kekurangan hara dan keracunan.
Salah satu upaya yang ditempuh dalam upaya meningkatkan dan memperbaiki lahan masam
adalah dengan menurunkan keasaman dan meninglatkan kejenuhan basa yang
diperoleh dengan pemberian kapur serta pemupukan. Dengan adanya peningkatan
kejenuhan basa,maka pH tanah naik dan unsur hara relatif lebih mudah Reaksi tanah merupakan suatu
istilah yang digunakan untuk menyatakan reaksi asam atau basa dalam tanah.
Sejumlah proses dalam tanah dipengaruhi oleh reaksi tanah dan biokimia tanah
yang berlansung spesifik. Pengaruh lansung terhadap laju dekomposisi mineral
tanah dan bahan organik, pembentukan mineral lempung bahkan pertumbuhan
tanaman. Pengaruh tidak lansungnya terhadap kelarutan dan ketersediaan hara
tanaman. sebagai contoh perubahan konsentrasi fosfat dengan perubahan pH tanah.
Konsentrasi ion H+ yang tinggi bisa meracun bagi tanaman.Secara teoritis, angka
pH berkisar antara 1 sampai 14. Angka satu berarti kepekatan ion hidrogen di
dalam tanah ada 10 - 1 atau 1/10 gmol/l. Ketersediaan unsur hara makro di dalam
tanah ini sedikit sedangkan hara mikro seperti Besi dan Aluminium tinggi. Hal
ini mengakibatkan tanaman kekurangan hara dan keracunan (Anonim,
2009a).
E.ASAL USUL, STRUKTUR DAN SIFAT-SIFAT MINERAL TANAH LIAT
Tanah
adalah tubuh alam yang terbentuk dan berkembang sebagai akibat bekerjanya
gaya-gaya alam terhadap bahan-bahan alam dipermukaan bumi. Tubuh alam ini dapat
berdiferensiasi membentuk horizon-horizon mieneral maupun organik yang
kedalamannya beragam dan berbeda-beda sifat-sifatnya dengan bahan induk yang terletak
dibawahnya dalam hal morfologi, komposisi kimia, sifat-sifat fisik maupun
kehidupan biologinya (Anonim, 2008)..
Menurut
Anonim (2008), Ada tiga hal penting yang dari diatas:
- Tanah itu
terbentuk dan berkembang dari proses-proses alami
- Adanya diferensiasi
profil tanah membentuk horizon-horizon
- Terdapat
perbedaan yang menyolok antara sifat-sifat bahan induk dengan horizon-horizon
tanah yang terbentuk terutama dalam hal morfologi, kimiafi, fisik dam
biologinya.
Tanah
sebagai akumulasi tubuh alam bebas, menduduki sebagain besar permukaan palnet
bumi, yang mampu menumbuhkan tanaman, dan memiliki sifat sebagai akibat
pengaruh iklim dan jasad hidup yang bertindak terhadap bahan induk dalam
keadaan relief tertentu selama jangka waktu tertentu pula (Anonim, 2008).
Batas
atas dari tanah adalah batas antara tanah dan udara, air dangkal, tumbuhan
hidup, taua bahan tumbuhan yang belum mulai terlapuk. Wilayah yang diannggap
tidak mempunyai tanah, apabila permukaan secara permanen tertutup oleh air yang
terlalui dalam (secara tipikal lebih dari 2.5 m) untuk pertumbuhan
tanam-tanaman berakar. Batas horizontal tanah adalah wilayah dimana tanah
berangsur beralih kedalam, area-area tandus, batuan atau es (Anonim, 2008).
Batas
bawah yang memisahkan dari bahan bukan tanah yang terletak dibawahnya, adalah
yang paling sulit ditetapkan. Tanah tersusun dari horizon-horizon dekat
permukaan bumi yang berbeda kontras tehadap bahan induk di bawahnya, telah
mengalamiperubahan interaksi antara iklim, relief dan jasad hidup selama waktu
pembentukannya. Bisanya, pada batas bawah tanah (Anonim, 2008).
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan
Reaksi tanah
merupakan suatu istilah yang digunakan untuk menyatakan reaksi asam atau basa
dalam tanah
Koloid tanah adalah bahan organik
dan bahan mineral tanah yang sangat halus sehingga mempunyai luas permukaan
yang sangat tinggi persatuan berat
Kejenuhan
basa adalah perbandingan antara kation basa dengan jumlah kation yang dapat
dipertukarkan pada koloid tanah
Keasaman
tanah ditentukan oleh kadar atau kepekatan ion hidrogen di dalarn tanah
tersebut
Nilai
KTK tanah sangat beragam dan tergantung pada sifat dan ciri tanah itu sendiri.
Besar kecilnya KTK tanah dipengaruhi oleh reaksi tanah, tekstur tanah, jenis
liat, kadar BO, pengapuran dan pemupukan kation.
Unsur hara yang larut dalam larutan-tanah
berasal dari beberapa sumber seperti pelapukan mineral
primer, dekomposisi bahan organik, deposisi dari atmosfer,
aplikasi pupuk, AIR IRIGASI, rembesan air tanah dari tempat lain,
dan lainnya
Aluminium
dan besi mengakibatkan tanaman kekurangan hara dan keracunan
Saran
Sebaiknya dalam pemberian unsur makro
dan mikro dalam tanah harus memperhatikan sifat kimia tanah agar reaksi-reaksi
kimia dalam tanah tidak terhambat karena adanya kekurangan atau keracunan zat
hara.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2008. Koloid
Tanah. http://agrica.wordpress.com/2008/12/31/koloid-tanah. (Diakses , 10 Mei 2011).
. 2009a. Reaksi
Tanah. http://agrica.wordpress.com/2009/01/03/reaksi-tanah. (Diakses , 10 Mei 2011).
. 2009b.
Pengukuran PH Tanah. http://parurean.wordpress.com/2009/ 07/ 06/pengukuran-ph-tanah.
(Diakses , 10 Mei 2011).
. 2011a. Jerapan (Adsorpsi) Kation Oleh Koloid. http://benito.staff.
ugm.ac.id/PERTUKARAN%20KATION.htm. (Diakses , 10 Mei 2011).
. 2011b. Kejenuhan Basa. http://www.ubaid.web.id/2011/05/kejenuhan-basa.html. (Diakses , 10 Mei 2011).
Mata
Kuliah Ilmu Tanah
Oleh :
Windawati. Alwi
I21110005
FAKULTAS PETERNAKAN
UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR
2011
Tidak ada komentar:
Posting Komentar