Transcript kuliah ke-3 ith hh

Pertumbuhan tanaman dipengaruhi
oleh





Sinar matahari
Suhu
Udara
Air
Unsur hara
(di dalam tanah)
Tanah perantara penyedia
(sifat fisika, kimia dan biologi)
SIFAT-SIFAT KIMIA TANAH









Reaksi Tanah
Koloid Tanah
Kapasitas Tukar Kation
Pertukaran Anion
Kejenuhan Basa
Unsur-unsur Hara Esensial
Mekanisme Penyediaan dan Penyerapan Unsur Hara
Unsur Hara Makro
Unsur Hara Mikro
Reaksi Tanah
Reaksi tanah 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 makin masam
reaksi tanah (pH tanah rendah)
Di dalam tanah ion H+ berada bersama-sama dengan ion OHjumlahnya berbanding terbalik dengan jumlah ion H+
Pada tanah masam (pH rendah) : ion H+ > ion OHPada tanah alkalis (pH tinggi) : ion OH- > ion H+
Reaksi Tanah
• pH tanah berkisar 3.0 – 9.0
• Tanah-tanah di Indonesia umumnya
bereaksi masam (pH 4.0 – 5.5)
• Tanah di daerah rawa : pH < 3.0
(tanah sulfat masam)
• Tanah gambut : pH 3.0 - 4.5
• Tanah di daerah arid : pH > 9.0
• Tanah di pinggir pantai : pH > 8.0
Pentingnya pH Tanah
 Menentukan mudah tidaknya unsur hara di serap tanaman
Unsur hara mudah diserap akar tanaman pada kisaran pH netral
(pada pH netral umumnya unsur hara mudah larut dalam air)
Pada tanah masam unsur P tidak dapat diserap akar tanaman
karena difiksasi oleh ion Al, sedangkan pada tanah alkalis P
tidak dapat diserap akar tanaman karena difiksasi oleh ion Ca
 Menunjukkan kemungkinan adanya unsur beracun di dalam anah
Ion Al (tanah mineral masam), sulfat (tanah rawa)
Pada tanah masam unsur hara mikro (Fe, Mn, Zn, Cu, Co) tinggi
 Mempengaruhi perkembangan mikroorganisme tanah
Bakteri berkembang baik pada pH 5.5 atau lebih, jamur pada
segala pH (pada pH > 5.5 bersaing dengan bakteri)
Koloid Tanah
Koloid tanah adalah bahan mineral dan bahan organik tanah yang
sangat halus sehingga mempunyai luas permukaan sangat tinggi
per satuan berat (massa)
Koloid tanah terdiri atas :
a. Liat (koloid anorganik)
b. Humus (koloid organik)
Koloid berukuran kurang dari satu mikron (koloid < 1 µ), sehingga
sebagian liat adalah koloid (liat < 2 µ)
Koloid tanah merupakan bagian tanah yang sangat aktif dalam
reaksi-reaksi fisiko-kimia di dalam tanah
Koloid Tanah
Partikel koloid disebut micell (micro cell) umumnya bermuatan
negatif
Ion-ion bermuatan positif (kation) akan tertarik pada koloid
sehingga terbentuk lapisan ganda ion (ionic double layer)
Bagian dalam dari lapisan ganda ion terdiri dari partikel koloid
yang bermuatan negatif (anion)
Bagian luar merupakan kerumunan kation yang tertarik oleh
partikel-partikel koloid tersebut
Mineral Liat
Mineral liat adalah mineral yang berukuran < 2 µ, di dalam
tanah terbentuk karena :
a. Rekristalisasi (sintesis) dari senyaawa-senyawa hasil
pelapukan mineral primer
b. Alterasi (perubahan) langsung dari meneral primer yang
telah ada (misalnya : mika menjadi illit)
Mineral liat di dalam tanah dapat dibedakan :
1. Mineral liat Al-silikat
2. Oksida-oksida Fe dan Al
3. Mineral-mineral primer
Mineral Liat
Beberapa kemungkinan terhadap asal dan urutan
perubahan dari mineral liat silikat dan oksida
Feldspar
Mika
Mineral fero
Magnesium
illit
montmorillonit
kaolinit
oksida
Al dan Fe
alterasi
Mineral primer
(Pasir, debu)
Mineral sekunder (liat)
sintesis
Mineral liat
Mineral liat Al-silikat dibedakan menjadi :
a. Mineral liat Al-silikat yang mempunyai bentuk kristal
yang baik (kristalin)
Contoh : kaolinit, haloysit, montmorillonit, illit
b. Mineral liat Al-silikat amorf (tidak berbentuk)
Contoh : Alofan
Mineral liat

Kaolinit dan Haloysit banyak ditemukan pada tanah-tanah merah atau
coklat) yaitu tanah-tanah yang berdrainase baik

Montmorillonit ditemukan pada tanah-tanah yang mudah mengembang
dan mengkerut seperti tanah Vertisol (Gromosol)

Illit ditemukan pada tanah-tanah dari bahan induk yang banyak
mengandung mika dan belum mengalami pelapukan lanjut

Alofan banyak ditemnukan pada tanah yang berasal dari abu volkan
gunung berapi seperti tanah Andisol

Mineral liat yang telah hancur dan membentuk mineral liat baru (oksidaoksida Fe dan Al) banyak ditemukan pada tanah-tanah tua seperti Oxisol
Mineral liat
Mineral liat Al-silikat mempunyai struktur berlapis-lapis
Setiap unit terdiri dari lapisan Si-tetrahedron dan Al-oktahedron
Berdasarkan atas banyaknya lapisan Si-tetrahedron dan Aloktahedron di dalam setiap unit mineral, maka mineral liat Al-silikat
dibedakan menjadi :
a. Mineral liat 1 : 1 (setiap unit terdiri dari satu lapis Si-tetrahedron
dan satu lapis Al-oktahedron) (contoh : kaolinit, haloysit)
b. Mineral liat 2 : 1 (setiap unit terdiri dari dua lapis
Si-tetrahedron dan satu lapis Al-oktahedron)
(contoh : montmorillonit, illit, vermikulit
c. Mineral liat 2 : 2 (setiap unit terdiri dari dua lapis
Si-tetrahedron dan dua lapis Al-oktahedron)
(contoh : chlorit)
Mineral liat
Kaolinit, haloysit
Montmorillonit, illit
Mineral liat
Adanya muatan negatif pada mineral liat Al-silikat disebabkan oleh :
1. Kelebihan muatan (-) pada ujung-ujung patahan kristal baik pada
Si-tetrahedron maupun Al-oktahedron
2. Disosiasi H+ dari gugus OH yang terdapat pada tepi/ujung kristal.
Pada pH rendah ion H+ terikat erat tetapi bila pH naik ion H
menjadi mudah lepas, sehingga muatan negatif meningkat.
(Muatan ini disebut “muatan tergantung pH”)
3. Substitusi isomorfik yaitu penggantian kation dalam struktur
kristal oleh kation lain yang mempunyai ukuran yang sama tetapi
dengan muatan (valensi) berbeda.
Pada umumnya kation yang menggantikan mempunyai muatan
yang lebih rendah daripada yang digantikan. Contoh :
Mg3+ atau Fe2+ menggantikan Al3+ dalam Al-oktahedron, atau
Al3+ menggantikan Si4+ dalam Si-tetrahedron, sehingga terjadi
kelebihan muatan negatif pada liat.
Mineral liat
Mineral liat silikat amorf yang terpenting : Alofan
 Terdapat pada tanah berasal dari abu volkan
 Diperkirakan berasal dari pelapukan gelas volkan atau mineral
feldspar
 Mempunyai kapasitas tukar kation (KTK) tinggi tetapi dapat
memfiksasi P dengan kuat
Tanah yang banyak mengandung alofan (Andisol) terasa licin
(smeary) bila dipirit dan umumnya mempunyai BV rendah
(< 0.90 g/cm3)
Mineral-mineral primer
Contoh : kuarsa, feldspar
Sama seperti yang ditemukan dalam fraksi pasir dan debu
tetapi ukurannya sangat kecil (< 2 µ)
Mineral liat
Mineral oksida-oksida Fe dan Al
 Umumnya banyak terdapat pada tanah-tanah tua di daerah tropika
Contoh : tanah Oksisol
 Jenis-jenis mineral liat oksida yang sering ditemukan :
Gibsit (Al2O3.3H2O), Hematit (Fe2O3),
Goetit (Fe2O3.H2O), Limonit (Fe2O3.3H2O)
 Bersifat kristalin atau amorf
 Mempunyai KTK rendah (< KTK kaolinit, < 4 cmol(+)/kg)
 Oksida Al dan Fe sering bermuatan (+)
 Dapat melakukan fiksasi P dengan kuat melalui pertukaran anion :
Al(OH)3
Al(OH)2 + + OH-
Al(OH)2- + H2PO4 -
Al(OH)2 H2PO4
Koloid Organik
Koloid organik di dalam tanah adalah humus
 Terutama tersusun oleh C, H dan O
 Bersifat amorf
 Mempunyai KTK lebih tinggi dari mineral liat (lebih tinggi dari
montmorilonit, koloid liat)
 Lebih mudah dihancurkan dibandingkan dengan liat
 Sumber muatan (-) humus terutama adalah :
O
Gugusan karboksil (-C
) dari gugusan phenol (
OH
-OH)
Koloid Organik
Muatan dalam humus adalah muatan tergantung pH
Dalam keadan masam H+ dipegang kuat dalam gugusan
karboksil atau phenol, tetapi ikatan tersebut menjadi kurang
kekuatannya bila pH menjadi lebih tinggi
Akibatnya disosiasi H+ meningkat dengan naiknya pH,
sehingga muatan (-) dalam koloid humus yang dihasilkan
juga meningkat
Koloid Organik
Berdasarkan kelarutannya dalam asam dan alkali (basa), humus
diperkirakan disusun oleh 3 bagian utama
1. Asam fulvik
Berat molekul (BM) paling kecil, warna paling terang, larut di
dalam asam maupun alkali, aktif dalam reaksi-reaksi kimia
2. Asam humik
BM sedang, warna tidak terlalun terang dan tidak terlalu
gelap, larut dalam alkali tetapi tidak larut dalam asam, aktif
dalam reaksi kimia
3. Humin
BM paling besar, warna paling gelap, tidak larut dalam asam
maupun dalam basa, tidak aktif dalam reaksi kimia
Kapasitas Tukar Kation
Kapasistas Tukar Kation (KTK) adalah banyaknya kation (dalam
miliequivalen) yang dapat dijerap oleh tanah pe rsatuan berat tanah
(biasanya per 100 g) (KTK dalam me/100 g)
Kation
 Adalah ion bermuatan positif (+) (Contoh : Ca+2, Mg+2, K+,
Na+, NH4+, H+, Al3+, umum terdapat dalam kompleks jerapan
tanah)
 Di dalam tanah terlarut di dalam air tanah atau dijerap oleh koloid
tanah
 Kation-kation yang telah dijerap oleh koloid tanah sukar tercuci
oleh air gravitasi, tetapi dapat diganti oleh oleh kation lain yang
ada di dalam larutan tanah, hal ini disebut “pertukaran kation”