Kapasistas Kapasitas Tukar Kation KTK adalah banyaknya kation

Kapasistas. Kapasitas Tukar Kation (KTK) adalah banyaknya kation Tukar Kation (dalam miliequivalen) yang dapat dijerap oleh tanah pe rsatuan berat tanah (biasanya per 100 g) [dinayatakan dalam me/100 g atau cmol(+)/kg] Ø Kation adalah ion bermuatan positif (+) (Contoh : Ca+2, Mg+2, K+, Na+, NH 4+, H+, Al 3+, umum terdapat dalam kompleks jerapan tanah) Ø Kation di dalam tanah terlarut di dalam air tanah atau dijerap oleh koloid tanah Ø Kation-kation yang telah dijerap oleh koloid tanah sukar tercuci oleh air gravitasi, tetapi dapat diganti oleh kation lain yang

KTK dinyatakan dalam me/100 g Kapasitas § 1 ekivalen adalah suatu jumlah yang. Tukar secara. Kation kimia setara dengan 1 g hidrogen dengan jumlah atom 6. 02 x 1023 (= bilangan Avogadro) § Bilangan Avogadro adalah banyaknya "entitas" (atom atau molekul) dalam satu mol § 1 me setara dengan 1 mg hidrogen dan terdiri atas 6. 02 x 1020 atom hidrogen § KTK tanah 1 me/100 g, berarti setiap 100 g tanah mengandung 6. 02 x 1020 muatan negatif 1 me H = 1 mg (BA H = 1, valensi H = 1) 1 me K = 39 mg (BA K = 39, valensi K = 1) 1 me Na = 23 mg (BA Na = 23, valensi Na = 1)

Kapasitas Tukar Kation Penetapan KTK (di laboratorium) ü Harus didasarkan pada p. H larutan yang telah ditentukan (karena pada tanah ada muatan tergantung p. H) ü Umumnya menggunakan “ekstraksi amonium asetat yang disangga/dibuffer pada p. H 7. 0 bila p. H tanah < 7, maka nilai KTK > KTK sebenarnya bila p. H tanah > 7, maka nilai KTK < KTK sebenarnya

Penetapan KTK (di laboratorium) Kapasitas Tukar Kation Bila tanah diekstrak (dicuci) dengan KCl 1 N (garam netral) pada p. H tanah yang sebenarnya : air cuciannya (leachate) akan mengandung H+, Al 3+, Ca 2+, Mg 2+, K+, Na+, dan lain-lain (disebut kation-kation dapat ditukar) Jumlah semua kation-kation dapat ditukar (H+, Al 3+, Ca 2+, Mg 2+, K+, Na+, dan lain-lain) disebut KTK efektif atau KTK permanen (muatan yang menimbulkan KTK efektif berasal dari muatan permanen di dalam mineral liat ) Dalam Taksonomi Tanah : KTK efektif = Al-dd (ekstraksi KCl 1 N) + jumlah basa dapat

Kapasitas Tukar Kation Penetapan KTK di laboratorium 1. KTK ekstraksi NH 4 OAc p. H 7. 0 2. KTK esktraksi 1 N KCl, garam netral pada p. H sebenarnya) disebut juga KTK efektif atau KTK permanen 3. KTK ekstraksi Ba. Cl 2 – TEA p. H 8. 2 (setelah ekstraksi 1 N KCl) (EA = extractable acidity) 4. KTK ekstraksi 1 N KCl + KTK ekstraksi Ba. Cl 2 – TEA p. H 8. 2, disebut KTK total 5. KTK jumlah kation : jumlah kation dapat ditukar (NH 4 OAc p. H

Kapasitas Tukar Kation Koloid Tanah Humus Chlorit Montmorilonit KTK [cmol(+)/kg] 100 – 300 10 – 40 80 – 150 Illit Kaolinit Haloysit 2 H 2 O Haloysit 4 H 2 O Seskuioksida 10 – 40 3 – 15 5 – 10 40 – 50 0 -3 Nilai KTK tanah ditentukan oleh jenis koloid tanah

Pentingnya KTK tanah § KTK tanah merupakan sifat kimia tanah yang sangat Kapasitas Tukar Kation menentukan kesuburan tanah § Tanah dengan KTK tinggi dapat menjerap dan menyediakan unsur hara lebih baik dibandingkan tanah dengan KTK rendah § Bila kation tanah didominasi oleh kation basa Ca, Mg, K, Na (kejenuhan basa tinggi), maka KTK tanah tinggi (kesuburan tanah tinggi) § Bila kation tanah didominasi oleh kation asam Al dan H (kejenuhan basa rendah), maka KTK tanah rendah (kesuburan tanah rendah)

Kapasitas Tukar Kation Faktor-faktor yang mempengaruhi KTK tanah 1. Kandungan bahan organik tanah (makin tinggi BO, makin tinggi KTK) 2. Tekstur tanah (KTK tanah berliat > KTK tanah berpasir) 3. Jenis mineral liat (KTK tanah dengan montmorilonit > dengan kaolinit) 4. Tanah-tanah tua (Oksisol) mempunyai KTK lebih rendah karena koloid tanah lebih banyak dari seskuioksida

Pertukaran Anion Pertukaran anion lebih banyak ditemukan pada tanah yang banyak mengandung mineral liat amorf dan tanah dengan mineral liat Al dan Fe oksida, ditemukan sedikit pada mineralmliat kaolinit Di dalam tanah : kation Pertukaran anion < pertukaran Muatan positif pada mineral liat silikat dan oksida Fe dan Al terjadi karena adanya patahan-patahan kristal atau akibat penggantian gugusan OH oleh anion lain Pertukaran anion terjadi karena koloid-koloid tanah bermuatan positif

Pertukaran Anion ØBila tanah banyak mengandung muatan positif terjadi penjerapan anion seperti nitrat (NO 3 -), Chlor (Cl-) dan lain-lain ØKation-kation seperti Ca, Mg dan Na tidak dijerap tanah tetapi tetap larut di dalam larutan tanah sehingga mudah tercuci dari tanah ØFosfat dan sulfat dapat difiksasi oleh tanah, sehingga ketersediaannya rendah jika tanah mempunyai kemampuan fiksasi P yang kuat

Kejenuhan Basa Kejenuhan basa menunjukkan perbandingan antara jumlah kation-kation basa dengan jumlah semua kation (kation basa dan kation asam) yang terdapat di dalam kompleks jerapan tanah KB (NH 4 OAc p. H 7. 0) = jumlah kation basa x 100 % KTK (NH 4 OAc p. H 7. 0) Kation-kation basa umumnya merupakan unsur hara yang diperlukan tanaman, namun mudah tercuci sehingga tanah dengan KB tinggi menunjukkan bahwa tanah tersebut belum banyak mengalami pencucian dan merupakan tanah yang subur

Kejenuhan Basa KB tanah ditentukan oleh p. H tanah Tanah-tanah dengan p. H rendah mempunyai KB rendah, dan sebaliknya Pada p. H 5. 5 – 6. 5 hubungan p. H dengan KB hampir merupakan suatu garis lurus Tanah dengan KB rendah : kompleks jerapan lebih banyak diisi oleh kation asam (Al 3+ dan H+)

Unsur hara Esensial Unsur hara esensial adalah unsur hara yang sangat diperlukan tanaman dan fungsinya di dalam tanaman tidak dapat digantikan oleh unsur lainnya sehingga bila tidak terdapat dalam yang cukup di dalam tanah, maka tanaman tidak dapat tumbuh dengan normal Unsur hara esensial dapat berasal dari tanah, air dan udara

Unsur hara Esensial Terdapat 17 unsur hara esensial, terdiri atas : a. Unsur hara makro : C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S Unsur hara makro adalah unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah banyak, bila kurang dari kebutuhan tanaman, maka pertumbuhan tanaman terganggu atau tidak optimal a. Unsur hara mikro : Fe, Mn, B, Mo, Cu, Zn, Cl, Co Unsur hara mikro adalah unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit, jika melebihi kebutuhan tanaman menjadi unsur beracun atau mengganggu pertumbuhan tanaman

Unsur hara Esensial Unsur hara esensial juga dibutuhkan oleh hewan (kecuali B) Hewan atau ternak umumnya memakan rumput, oleh karena itu unsur hara yang ada di dalam tanaman juga merupakan unsur hara yang tersedia bagi hewan ternak) Unsur hara esensial lain bagi hewan/ternak : cobalt, natrium, yodium, selenium Unsur Co (kadang-kadang diperlukan tanaman), sehingga sering tidak dimasukkan sebagai unsur hara esensial, karena lebih banyak dibutuhkan oleh ternak Si unsur hara esensial untuk tanaman padi, kurang penting bagi tanaman lain

Mekanisme Penyediaan dan Penyerapan Unsur Hara Tanaman dapat menyerap unsur hara melalui akar dan daun Unsur hara umumnya diserap oleh akar tanaman dari dalam tanah, kecuali : a. Unsur C dan O diambil tanaman dari udara sebagai CO 2 melalui stomata daun dalam proses fotosintesis b. Unsur H diambil akar tanaman dari air tanah (H 2 O) (dalam jumlah sedikit melalui daun) c. Bebeapa unsur hara dapat diserap tanaman melalui daun (penyemprotan laritan hara atau pupuk, disebut pupuk daun)

Mekanisme tersedianya unsur hara di sekitar akar 1. Aliran masa (mass flow) adalah gerakan unsur hara di dalam tanah menuju permukaan akar tanaman bersama-sama gerakan massa air yang berlangsung terus menerus karena air terus menerus diserap akar dan menguap melalui proses transpirasi Mekanisme penyediaan unsur hara paling utama untuk kebanyakan unsur hara : N (98. 8 %), Ca (71. 4 %), S (95. 0 %), Mo (95. 2 %)

Mekanisme tersedianya unsur hara di sekitar akar 2. Difusi adalah bergeraknya unsur hara di dalam larutan tanah dari bagian yang mempunyai konsentrasi tinggi ke bagian dengan konsentrasi rendah (sesuai hukum difusi). Hal ini terjadi karena unsur hara terlarut di dalam air (larutanny disebut “larutan tanah atau soil solution) Terutama untuk unsur hara P (90. 9 %) dan K (77. 7 %), disebabkan kedua unsur tersebut tersedia dari suatu bentuk mineral di dalam tanah yang kelarutannya rendah

Mekanisme tersedianya unsur hara di sekitar akar 3. Intersepsi akar adalah tersedianya unsur hara karena adanya perpanjangan akar tanaman (pertumbuhan tanaman) menuju tempat-tempat yang lebih jauh di dalam tanah sehingga menemukan unsur-unsur hara di dalam larutan tanah di tempat-tempat tersebut Memanjangnya akar berarti memperpendek jarak yang harus ditempuh unsur hara untuk mendekati akar tanaman melalui aliran massa atau difusi Terutama untuk unsur hara Ca (28. 6 %), unsur hara lain cuma sedikt (1. 2 – 5. 0 %)

Proses Penyerapan Unsur Hara oleh Akar Proses penyerapan unsur hara yang telah tersedia di sekitar akar tanaman : a. Memerlukan energi metabolik (dari pernapasan akar tanamann sehingga penyerapan unsur hara berkurang bila pernapasan berkurang) b. Merupakan proses yang selektif (tanaman mempunyai kemampuan memilih unsur-unsur tertentu untuk diserap akar) Akar tanaman yang paling aktif dalam menyerap unsur hara adalah dekat ujung akar yang baru terbentuk atau rambut-rambut akar dimana kegiatan respirasi terbesar

Penyerapan Unsur Hara Proses selektivitas dalam penyerapan unsuroleh hara Akar oleh akar tanaman : ØSeleksi dilakukan oleh membran yang mengelilingi protoplasma yang merupakan bagian dalam dari selsel akar tanaman (bagian luar akar tanaman atau dinding sel yang bersinggungan langsung dengan tanah tidak aktif) ØSeleksi dilakukan oleh membran melalui proses yang masih belum diketahui pasti, diperkirakan melalui suatu carrier (pembawa) yang bersenyawa dengan ion (unsur) terpilih untuk masuk ke dalam protoplasma dengan menembus

Unsur hara esensial : Nitrogen di dalam tanah berasal dari : a. Bahan organik tanah b. Pengikatan oleh mikroorganisme dan N udara c. Pupuk (Urea, ZA dan lain-lain) d. Air hujan BO merupakan sumber N utama di dalam tanah BO juga mengandung unsur lain terutama C, P, S dan unsur hara mikro dengan perbandingan 100 : 1 : 1 : (sangat sedikit) (C : N : P : S : (unsur mikro)

Unsur hara esensial : Nitrogen Faktor-faktor yang mempengaruhi pelapukan (dekomposisi) BO 1. Suhu (dekomposisi cepat pada suhu tinggi) 2. Kelembaban (dekomposisi BO cepat jika lembab, lambat bila basah) 3. Tata udara tanah (dekomposisi BO cepat jika tata udara tanah baik) 4. Pengolahan tanah (mempercepat dekomposisi BO) 5. Jenis bahan organik (tanaman budidaya umumnya cepat terdekomposisi, pinus sulit terdekomposisi)

Unsur hara esensial : Nitrogen Pengikatan N oleh mikroorganisme dan N udara a. Simbiose dengan tanaman leguminosa : bakteri bintil akar atau Rhizobium b. Bakteri yang hidup bebas (non simbiotik) : Azotobacter (aerobik), Clostridium (anaerobik)

Unsur hara esensial : Nitrogen Fungsi N : a. Memperbaiki pertumbuhan vegetatif tanaman (tanaman lebih hijau bila cukup N) b. Pembentukan protein N di dalam tanah terdapat dalam bentuk ; a. Protein (bahan organik) b. Senyawa-senyawa amino c. Amonium (NH 4+) d. Nitrat (NO 3 -)

Unsur hara esensial : Nitrogen N diambil tanaman dalam bentuk ion NH 4+ dan NO 3 Gejala kekurangan N : a. Tanaman kerdil b. Pertumbuhan akar terbatas c. Daun tanaman kuning dan gugur Gejala kebanyakan N : a. Memperlambat pematanhan tanaman (pertumbuhan vegetatif terlalu banyak) b. Batang tanaman lemah dan mudah roboh c. Mengurangi daya tanaman terhadap penyakit

Perubahan N di dalam tanah (dari bahan organik) Unsur hara esensial : Nitrogen melalui proses : 1. Amininsasi : Pembentukan senyawa protein dari BO (protein) oleh bermacam-macam mikroorganisme) Protein + enzim (energi) (BO) (MO) pertumbuhan MO) senyawa amino + CO 2 + E (R-NH 3) (untuk 2. Amonifikasi : Pembentukan amonium dari senyawa amino oleh mikroorganisme R-NH 2 + HOH R-OH + NH 3 + E

Unsur hara esensial : Nitrogen 3. Nitrifikasi : perubahan dari amonium (NH 4+) menjadi nitrit oleh bakteri Nitrosomonas, kemudian menjadi nitrat oleh bakteri Nitrobacter 2 NH 4+ + 3 O 2 Nitrosomonas 2 NO 2_ + 2 H 2 O + 4 H+ + E 2 NO 2 - + O 2 Nitrobacter 2 NO 3 - + E Faktor-faktor yang memepengaruhi nitrifikasi a. Tata udara tanah (nitrifikasi berjalan baiki bila tata udara tanah baik) b. p. H tanah (nitrifikasi baik pada p. H 7. 0) c. Suhu (nitrifikasi lambat pada suhu rendah)

Hilangnya N dari tanah karena : a. Digunakan oleh tanaman atauhara mikroorganisme Unsur esensial : Nitrogen b. N dalam bentuk NH 4+ dapat diikat oleh mineral illit sehingga tidak dapat digunakan oleh tanaman c. N dalam bentuk NO 3 - (nitrat) mudah tercuci oleh air hujan (leaching) (tergantung jumlah hujan dan tekstur tanah) d. Proses denitrifikasi : proses reduksi nitrat (NO 3 -) menjadi N 2 gas (tergenang, draianse buruk, tata udara jelek) oleh : * mikroorganisme bakt. denitrifikasi 2 HNO 3 N 2 (gas) 2 HNO 2 -2(O) -H 2 O N 2 O -O * Proses reduksi kimia (setelah terbentuk nitrit), contoh reaksi nitrit dengan Urea 2 HNO 2 + CO(NH 2)2 CO 2 +3 H 2 O + 2 N 2