Kesuburan Tanah Hubungan TanahTanaman Hubungan TanahTanaman Tanaman menyerap

Kesuburan Tanah

Hubungan Tanah-Tanaman

Hubungan Tanah-Tanaman • Tanaman menyerap kation dan anion dari larutan tanah dan melepaskan ion-ion seperti H+, OH-, dan HCO 3 - (reaksi 1 dan 2) • Perubahan konsentrasi ion-ion dalam larutan tanah disanggah oleh ion-ion yang terjerap pada permukaan mineral tanah (reaksi 3 dan 4) • Tanah yang mengandung senyawa-senyawa mineral terlarut mengisi larutan tanah dengan berbagai ion-ion (reaksi 5 dan 6)

Hubungan Tanah-Tanaman • Mikroorganisme mengambil ion-ion dari larutan tanah untuk menjadi bagian dari jaringannya dan ketika mikroorganisme serta organisme lain mati, unsur-unsur hara dilepaskan kembali ke larutan tanah (reaksi 7 dan 8) • Aktivitas mikroorganisme juga menghasilkan dan membusukkan/menghancurkan bahan organik dan humus tanah

Hubungan Tanah-Tanaman • Perakaran tanaman dan mikroorganisme tanah mengambil O 2 dan mengeluarkan CO 2 melalui proses respirasi (reaksi 9 dan 10) • Faktor-faktor lingkungan dan aktivitas manusia mempengaruhi konsentrasi ion-ion dalam larutan tanah (reaksi 11 dan 12) • Semua reaksi ini penting untuk ketersediaan hara tanaman tapi untuk hara tertentu, sebagian reaksi bisa menjadi lebih penting dari reaksi lainnya

Hubungan Tanah-Tanaman • Contohnya, reaksi 7 dan 8 lebih penting bagi ketersediaan N dan S dibandingkan reaksi 3 dan 4, sebaliknya reaksi 3 dan 4 lebih penting bagi ketersediaan K, Ca, dan Mg dibandingkan reaksi 7 dan 8

Pertukaran Ion dalam Tanah • Pertukaran ion dalam tanah terjadi pada permukaan mineral liat, permukaan senyawa anorganik, permukaan bahan organik, dan permukaan perakaran • Pertukaran ion merupakan proses bolak-balik (kation/anion dalam fase padat bertukar dengan kation/anion lain dalam fase cair) • Pertukaran kation umumnya lebih penting dari pertukaran anion karena kapasitas tukar anion (KTA) kebanyakan tanah lebih kecil dari kapasitas tukar kation (KTK)

Pertukaran ion dalam tanah

Sumber KTK • Substitusi isomorf dalam mineral liat (muatan negatif yang dihasilkan tidak dipengaruhi oleh p. H larutan tanah muatan tidak tergantung p. H / muatan permanen) • Ikatan-ikatan yang patah pada mineral liat dan senyawa organik (muatan yang dihasilkan dipengaruhi oleh p. H larutan tanah muatan tergantung p. H)

Sifat-Sifat Jerapan Tanah • Muatan permanen akibat substitusi isomorf • Muatan tergantung p. H: Muatan negatif pada ujung/permukaan mineral liat yang patah Si. OH OH- Al. OH Si. OH Al. O H+ Si. OH Al. O + H 2 O

Sifat-Sifat Jerapan Tanah • Muatan negatif pada humus akibat disosiasi grup karboksil dan hidroksil fenolik OHCOOH COO- + H 2 O CO- + H 2 O H+ OHCOH H+

Sifat-Sifat Jerapan Tanah • Muatan negatif dan positif pada oksida-hidroksida Al dan Fe OHFe. OH Fe. O- + H 2 O Fe. OH + H 2 O H+ OHFe. OH 2+ H+

Sifat-Sifat Jerapan Tanah

KTK • KTK (salah satu sifat kimia tanah yang paling penting dan sangat mempengaruhi ketersediaan hara) merupakan total muatan negatif yang tersedia untuk menarik ion bermuatan positif dalam larutan • KTK tanah biasanya dinyatakan dalam satuan meq muatan negatif per 100 g tanah kering oven atau cmolc (sentimol muatan) per kg tanah kering oven

KTK • Massa atom (BA) biasanya dinyatakan dalam g. mol-1 • Massa ekuivalen adalah massa suatu senyawa (kation, anion, atau senyawa) yang akan bereaksi/menggantikan satu gram H+ atau massa dalam gram dari 6 x 1023 muatan positif atau negatif (g. eq-1) • Dalam pertukaran kation, massa atom dan massa ekuivalen memiliki hubungan sbb:

KTK • Contoh: • massa ekuivalen K+ • massa ekuivalen Ca 2+ • Massa ekuivalen Al 3+

KTK • Penggunaan ekuivalen (eq) untuk menyatakan konsentrasi/jumlah hara lebih memudahkan perhitungan untuk pertukaran kation dan reaksi pertukaran • Contoh; setiap Ca 2+ dapat menggantikan 2 kation K+, tapi 1 eq Ca 2+ menggantikan 1 eq K+ atau 1 eq ion lainnya

KTK Ca. CO 3 + 2 HCl Ca 2+ + 2 Cl- + H 2 O + CO 2 • Karena 1 mol Ca. CO 3 menetralkan 2 mol HCl maka massa ekuivalen Ca. CO 3 adalah: • Kecuali Al 3+, kebanyakan kation-kation yang dapat dipertukarkan termasuk hara tanaman

KTK • Kation-kation utama dalam tanah asam adalah Al 3+, H+, Ca 2+, Mg 2+, K+, dan sedikit Na+ • Kation-kation utama dalam tanah netral atau basa/alkalin adalah Ca 2+, Mg 2+, K+, Na+, dan sedikit Al 3+ • Kekuatan jerapan kation tergantung pada muatan dan ukuran jari-jari atom/molekul terhidrasi

KTK • Untuk kebanyakan mineral, kekuatan jerapan sebagai berikut: Al 3+ > Ca 2+ > Mg 2+ > K+ = NH 4+ > Na+ • Kekuatan jerapan H+ antara Al 3+ dan Ca 2+ karena jari-jari atom yang sangat kecil dan kerapatan muatan yang tinggi

Kejenuhan Basa • Kejenuhan Basa merupakan salah satu sifat-sifat tanah yang penting • KB didefinisikan sebagai persentase KTK yang ditempati oleh kation-kation basa (Ca 2+, Mg 2+, K+, dan Na+) • Contoh: KTK 15 meq/100 g dan total kation basa 10, 5 meq/100 g, maka KB = 10, 5/15 x 100 = 70% • Persentase kejenuhan setiap kation dapat juga dihitung dengan cara yang sama

Kejenuhan Basa • Secara umum, KB tanah-tanah tidak diolah di daerah kering lebih tinggi dari daerah lembap • Peningkatan ketersediaan kation-kation hara seperti Ca, Mg, dan K meningkat dengan meningkatnya KB tanah • Kejenuhan basa juga berhubungan dengan p. H tanah dimana persentase KB meningkat maka p. H tanah juga meningkat

Kejenuhan Basa • Kurva hubungan p. H tanah dan KB dapat membantu dalam menentukan kebutuhan pengapuran untuk tanah asam • Contoh: • p. H tanah 5, 5 dan KTK 20 meq/100 g dan p. H yang diinginkan adalah 6, 5. Jika pada p. H 5, 5 → KB 50% dan untuk p. H 6, 5 → KB 75% maka kebutuhan kation basa untuk menaikkan p. H adalah 5 meq/100 g

Kejenuhan Basa • Ca. CO 3 yang dibutuhkan = 5 meq Ca. CO 3/100 g x 50 mg Ca. CO 3/meq atau 250 mg Ca. CO 3/100 g • Kebutuhan kapur per ha dikalikan dengan bobot tanah 2 x 106 kg

Pertukaran Anion • Anion dalam larutan tanah bisa dijerap oleh permukaan bahan organik dan mineral liat yang bermuatan positif • Kapasitas Tukar Anion (KTA) tanah biasanya meningkat ketika p. H tanah turun • Kekuatan jerapan anion adalah sbb: • H 2 PO 4 - > SO 42 - > NO 3 - = Cl • Mekanisme jerapan anion dalam tanah lebih kompleks daya tarik elektrostatik karena anion bisa dijerap melalui jerapan spesifik/reaksi jerapan-kimia yang non-elektrostatik

Kapasitas Penyanggah • Ketersediaan unsur-unsur hara tanaman tergantung pada konsentrasinya dalam larutan tanah tapi yang lebih penting pada kapasitas tanah mempertahankan konsentrasinya dalam larutan tanah • Kapasitas penyanggah (KP) tanah dapat dinyatakan sebagai perbandingan konsentrasi ion-ion yang dijerap dan konsentrasi ion-ion dalam larutan tanah

Kapasitas Penyanggah • Jika KP tanah A lebih tinggi dari KP tanah B maka peningkatan konsentrasi ion terjerap meningkatkan konsentrasi ion di larutan tanah B lebih besar dari tanah A • Sebaliknya penurunan konsentrasi ion di larutan tanah akibat serapan akar tanaman lebih kecil pada tanah A dibandingkan tanah B