Tanah masam dan masalahnya 10.1. Potensi tanah masam 10.2. Penyebab dan masalah kemasaman tanah 10.3. Hubungan tanaman /reaksi tanah 10.4. Cara-cara pengendalian tanah masam

Tanah masam Tanah masam adalah : Tanah yang reaksi tanahnya masam, ber pH rendah (<6) Tanah masam merupakan tanah yang telah mengalami pelapukan dan hancuran iklim serta mengalami pencucian yang intensif. Umumnya terdapat pada daerah tropis basah

Jenis tanah masam FAO-LPT SOIL TAXONOMY PODZOLIK ~ ULTISOLS LATOSOL ~ OXISOL ALLUVIAL PODZOL ORGANOSOL ~ HISTOSOL

10.1. Potensi tanah masam Kemasaman tanah merupakan masalah utama yang sering ditemui pada tanah-tanah di wilayah beriklim tropika basah Tanah masam tersebut mempunyai potensi besar untuk pengembangan pertanian mengingat luasnya daerah yang ditempati oleh tanah tersebut Osi: Perlu usaha pengendalian kemasaman tanah sebelum tanah tersebut digunakan untuk usaha pertanian

TAbel 10.1 Sebaran tanah bereaksi masam di berbagai pulau di Indonesia (PPT,1981)

Tabel 10.2 Sebaran Tanah Podzolik di tiap propinsi di Sumatera (Nurhajati Hakim,1982)

Tabel 10.3 Sebaran tanah masam pada berbagai benua (The world food problem In Setijono,1982)

Secara umum bisa dikatakan tanah Latosol dan Alluvial sudah habis dimanfaatkan untuk usaha pertanian. Yang tersisa adalah tanah Podzolik (~Ultisols) serta tanah Organosol (~Histosols) Penggunaan tanah Organosol jauh lebih rumit dibandingkan tanah Podzolik

10.2. Penyebab dan masalah - masalah kemasaman tanah

Penyebab kemasaman tanah Curah hujan yang tinggi Curah hujan yang tinggi ditambah lagi dengan temperatur yang tinggi menyebabkan terjadinya pelapukan yang intensif, proses mineralisasi berjalan sangat intensif. Air yang berlebih menyebabkan pencucian hasil-hasil mineralisasi terutama kation-kation basa (Ca, Mg, K, Na) yang mengakibatkan pada kompleks jerapan tanah dipenuhi oleh ion H+ dan Al+++

http://www.brookie.org/site/pp.asp?c=liKVL3POLvF&b=1656595

kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran Kelas C HUJAN ASAM kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran Kelas C http://www.maine.gov/dep/air/acidrain/images/ARAIN1.jpg

kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran Kelas C Acid mine drainage kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran Kelas C

PEMBENTUKAN TANAH MASAM “Tanah baru terbentuk (muda) ” “Tanah matang” (Tua) Waktu Al3+ larut dari mineral Ca2+, Mg2+, K+ tercuci dari tanah Mineral liat dengan kation Ca2+, Mg2+, K+ dan Al 3+, H+ dapat dipertukarkan Mineral liat dengan kation Ca2+, Mg2+, K+

* Kation Hidrogen and Aluminum merupakan sumber kemasan dalam tanah * Hidrogen dapat dipertukarkan (H-dd) merupakan sumber utama ion H+ pada pH >6 Dibawah pH 6 Aluminum (Al) merupakan sumber utama H+ sebagai akibat lepasnya Al dari mineral liat. Al menjadi lebih larut pada pH rendah Al3+ + H2O ----> Al(OH)++ + H+ Al(OH)++ + H2O ---> Al(OH) 2+ + H+ Al(OH)2+ + H2O ---> Al(OH)3 + H+

Kelarutan Al(OH)3 amorphous Al(OH)3 + H+  Al(OH)2+ + H2O Al(OH)2+ + H+  Al(OH)++ + H2O Al(OH)++ + H+  Al+++ + H2O Keseimbangan reaksi ini menciptakan daya sanggah pada tanah terhadap perubahan pH (buffering capacity)

Penyebab kemasaman tanah ljt.. 2. Bahan Induk tanah yang masam Bahan induk yang berasal dari batuan induk masam (SiO2 >65%) akan membebaskan Al yang banyak karena mineral silikat selalu mengandung Al 3. Asam organik sebagai hasil pelapukan bahan organik 4. Penggunaan pupuk N terutama : (NH4)SO4, NH4NO3, Anhydrous ammonia, Urea 5. Erosi tanah: kehilangan kation basa karena run off (aliran permukaan)

Pemasaman tanah oleh pupuk N Penggunaan pupuk N (NH4)SO4 + 4O2 2HNO3 + H2SO4 + 2H2O Terbentuk Asam nitat (HNO3) + dan asam sulfat (H2SO4 )

Pemasaman tanah oleh pupuk N ljt… 1. Nitrifikasi: Ammonium menjadi Nitrat (oksidasi NH4+) NH4+ + 2 O2 ---> NO3- + H2O + 2 H+ 2. Dekomposisi bahan organik : R-COOH---> R-COO- + H+ respirasi: CO2 + H2O ----> H2CO3 = H+ + HCO3- kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran

Reaksi Tanah (masam atau basa) ditunjukkan dari hasil pengukuran pH tanah

Apa yang dimaksud dengan pH? pH dapat dilihat sebagai suatu singkatan (power) konsentrasi ion hidrogen dalam larutan pH = - [log (H+)] dalam larutan kw = pH + pOH kw = 14 14 = pH + pOH pH = 14 - pOH

Pada pH netral (pH =7) jumlah ion H+ = OH- Perlu diingat: pada pH 6 terdapat 10x lebih banyak ion H+ dibandingkan dengan pada pH 7 dan terdapat 100x ion H+ pada pH 5

pH tanah pH dalam larutan Rx Masam jika pH < 7 Rx Basa jika pH > 7 Rx Netral jika pH = 7 Dalam tanah pH netral tidak pada pH 7, tetapi berada pada range pH 6.5 and 7.2

Rentang pH tanah Tanah Mineral 3.5 10 Acidity Alkalinity 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Extreme pH Alkali for acid peat Arid region Mineral sphagnum Common soils for humid region mineral soils Extreme range in pH for most mineral soils

KEMASAMAN TANAH Dicerminkan oleh kurangnya kation basa tetapi berlebih ion H+ Pentingnya diketahui pH tanah: Ketersediaan hara Keracunan ion logam tertentu Aktivitas mikobia Mempengaruhi % kejenuhan basa (KB) Efisiensi pemupukan Mempengaruhi pertumbuhan tanaman Mempengaruhi lingkungan

KAPASITAS TUKAR KATION (KTK) KTK – merupakan kemampuan tanah untuk memegang (menjerap) unsur hara dan berfungsi mencegah tercucinya hara tersebut sebelum dapat dimanfaatkan oleh tanaman Kation bermuatan “+ = Ca++, Mg++, K+, NH4+, Makin tinggi KTK suatu tanah dapat dikatakan mekin tinggi tingkat kesuburan tanahnya kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran Kelas C

PERTUKARAN KATION Pertukaran kation terjadi antara kation yang terjerap pada permukaan koloid yang bermuatan negatif (-) seperti koloid liat dan koloid organik (humus) dengan kation yang ada dalam larutan H+ soil + Ca++ Ca++ + 2H+ Larutan tanah Koloid Larutan tanah Koloid

Increase in surface area by mechanical weathering

KAPASITAS TUKAR KATION (KTK) PROSEDUR ANALISIS KAPASITAS TUKAR KATION (KTK) kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran Kelas C

kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran Kelas C KTK DIPENGARUHI oleh: 1) Kekuatan adsorpsi kation : Al+3 > Ca2+ > Mg2+ > K+ =NH4+ > Na+ >H+ Terikat kuat ------------------> mudah lepas 2) Konsentrasi relatif kation dalam larutan tanah: jika ion tertentu banyak ditemukan dalam larutan maka dia juga akan lebih banyak ditemukan pada permukaan koloid (soil exchange sites ) kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran Kelas C

KAPASITAS TUKAR KATION (KTK) 1) Jumlah kation yang dapat diadsorpsi pada permukaan koloid tanah per 100 gram tanah atau 2) Jumlah total kation yang dapat dijerap dan dipertukarkan oleh suatu tanah * KTK diekspresikan dengan satuan milliequivalents (meq) per 100 g berat kering tanah Berat Equivalent = berat molekul atau atom (g) valensi atau muatan kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran Kelas C

Milliequivalent (meq) 1 meq dari KTK memiliki 6.02 x 10 20 tempat jerapan meq kation-kation Element Na+ K+ Ca++ Mg++ Valensi 1 1 2 2 Berat Eq. 23/1=23 39/1=39 40/2=20 24/2 = 12 Berat meq. 023 .039 .02 .012 kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran Kelas C

kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran Kelas C KTK EFFEKTIF Merupakan jumlah kation basa (Ca, Mg, K, daan Na-dd) ditambah denga H dan Al-dd = ∑ meq( Ca + Mg + K + Na + H + Al-dd) kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran Kelas C

kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran Kelas C Kejenuhan Basa (%) Merupakan persentase (%) kation-kation basa yang dapat dipertukarkan terhadap KTK total tanah Kej (%) basa : ∑ meq (Ca + Mg + K + Na-dd) X 100% KTK TOTAL kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran Kelas C

Kejenuhan Aluminum (%) Merupakan persentase (%) kation Aluminium (Al-dd) yang dapat dipertukarkan terhadap KTK effektif tanah Kej (%) Al : ∑ meq (Al-dd) X 100% KTK efektif kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran Kelas C

kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran Kelas C Kembali ke masalah pH Kemasaman aktif – disebabkan oleh aktivitas ion H+ dalam larutan tanah Kemasaman potensial – dicerminkan oleh ion H+ and Al3+ yang dapat dipertukarkan oleh kation lain yang bermuatan positif H H H H H+ H+ H Ca++ H+ Mg Mg++ H+ Ca Ca++ H+ H+ H H H Na soil Kemasaman potensial Kemasaman aktif – Larutan tanah kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran Kelas C

Daya sanggah tanah (Buffering capacity) “Kemampuan terhadap perubahan pH tanah ” Berhubungan langsung dengan KTK tanah (makin besar KTK biasanya daya sanggah tanah juga lebih besar) Contoh: Tanah dengan daya sanggah tinggi tanah organik (Organosol/ Histosol), tanah mineral dengan tipe liat 2:1clay. Tanah dengan daya sanggah rendah tanah mineral dengan berbahan organik rendah dan memiliki liat dengan tipe 1:1. kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran Kelas C

pH vs. KTK dan kejenuhan basa Naiknya pH cendrung menaikan KTK, hal ini hanya terjadi pada tanah dengan muatan tergantung pH (pH dependant charges) (Kaolinit, bahan organik, oksida Al/Fe) Proses pencucian yang terjadi secara alami dan pegambilan hara oleh tanaman akan menurunkan pH tanah. Mengapa bisa? Bila kation-kation basa tercuci dan diambil oleh tanaman dan tidak diganti maka berkuranglah jumlah kation basa yang terdapat pada permukaan jerapan (koloid) dan kedudukannya digantikan oleh ion H+ kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran Kelas C

kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran Kelas C pH vs. ion solubility kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran Kelas C

10.3. Hubungan tanaman / reak si tanah

HUBUNGAN TANAMAN DENGAN pH Tanah masam – pH< 5.0 1. Ca dan Mg-dd rendah 2. Tinggi kelarutan Fe, Al, dan Mn 3. Ketersediaan N dan P rendah

pH dan ketersediaan hara Jika pH tanah menaik dari masam menjadi pH 6.5 Unsur hara makro (N,P,K) meningkat kelarutannya Unsur hara (Ca, Mg, S) juga meningkat kelarutannya Unsur mikro (kecuali Molybdenum) menurun kelarutannya Al menurun ketersediaannya (sangat penting)

pH mempengaruhi kehidupan mikroorganisme Bakteria dan aktinomicete berkurang pada pH rendah Nitrifikasi terjadi pada pH 6.0 s.d 9.0, optimum pH 7 Denitrifikasi (kehilangan N) mulai terjadi pada pH 5.5, pada pH < 5.5 denitrifikasi berjalan dengan cepat Fiksasi Nitrogen oleh Rhyzobium (symbiosis legume-bakteria) optimum pada pH of 6.0 s.d 6.5 Dekomposisi bahan organik: optimum pada pH 7.0

pH effisiensi pemupukan Pada pH rendah: oksida Al/Fe bereaksi dengan phosphorus (P) and molybdenum membentuk P dan Mo tidak tersedia Pada pH tinggi: Ca dan Mg berada dalam jumlah banyak cendrung bereaksi dengan P dan hara mikro lainnya dan tidak tersedia Catatan: Setiap tanaman/tumbuhan memiliki pH optimum bagi pertumbuhannya

Beberapa tanaman butuh reaksi tanah yang masam : Azaleas Blueberries Coffee Cranberry Kudzu Pineapple Rhododendron, Teh

Tanaman yang tidak toleran kemasaman: Alfalfa Barley Beans Cotton Soybean Sugar beet Sunflower

KERACUNAN ALUMINIUM (Al) Al3+ + H20  Al(OH)2+ + H+ K = 10-5 untuk persamaan ini maka, log[Al(OH)2+]/[Al3+] = -5 + pH Aluminum dalam bentuk Al3+ meracun bagi tanaman Mn dan Fe juga dapat menjadi toksik (meracun)

HASIL PENELITIAN VLAMIS (1953) Pengaruh kelarutan Alterhadap pertumbuhan Hordeum vulgare

10.4. Cara-cara pengendalian tanah masam Menurunkan kemasaman berarti menaikkan pH Menggunakan: Bahan kapur Liat-H + CaCO3  Liat-Ca + H2CO3 Bahan kapur yang dapat dipakai: Kapur kalsit (CaCO3) Kapur hidroksida Ca(OH)2 Kapur bakar (CaO) Dolomit (CaCO3MgCO3)

Estimated lime requirement, starting at pH 4.5

REAKSI KAPUR Pengapuran dengan kalsit (CaCO3) Produk: CaCO3 + H2O + 2CO2 Ca +2HCO3 Liat/HUMUS]-H+ + 2HCO3 Liat/HUMUS]-Ca + H2O + 2CO2 (gas) Liat/HUMUS]-Al3+ + 2HCO3 Liat/HUMUS]-Ca + Al(OH)3 solid + 2CO2 (gas) Produk: Netralisasi H+ dan membentuk H2O Netralisasi Al dengan membentuk Al(OH)3 Menghasilkan gas CO2 Catatan penting: AIR DIBUTUHKAN DALAM REAKSI!

BAHAN KAPUR BATUAN KAPUR: Kalsit (CaCO3) Dolomit (CaMgCO3) Abu (oksida Ca, K dan Mg) Jenis bahan kapur yang digunakan sangat tergantung pada ketersediaan bahan, harga dan jenis tanah. Dolomit dapat digunakan jika tanah juga kekurangan Mg. Ukuran (kehalusan) bahan kapur (kasar vs. halus) menentukan kecepatan reaksi. Kapur halus akan bereaksi cepat dibandingkan yang berukuran kasar

BAHAN KAPUR CaCO3 (Kalsit) CaMg(CO3)2 Dolomit CaO: kapur oksida Bahan lain: Kulit kerang, sisa bahan semen, Gypsum tidak bisa dijadikan bahan pengapuran karena dapat menurunkan pH tanah

Pengapuran akan menaikkan pH Karakter bahan kapur harga Kemurnian Kecepatan reaksi (halus vs kasar) Kemudahan dibawa dan digunakan Kebutuhan kapur Tergantung pada pH, KTK dan daya sangga tanah

HAL-HAL YANG PERLU DIPERHATIKAN pH awal tanah Bahan kapur dan tingkat kehalusannya Bahan kapur yang tersedia Jenis tanah (sandy, clayey, loamy, organic) dan KTK Tanaman yang akan ditanam Kedalaman olah Kelembaban tanah

SYARAT BAHAN KAPUR YANG DIGUNAKAN Kandungan CaO ≥ 47% Kadar air < 5% Al2O3 + Fe2O3 < 3% SiO2 < 3% Kehalusan: 10 mesh DEPTAN : 100 % lolos 40 mesh dan max 50% lolos 60 mesh Mesh = lobang per inch

PENENTUAN KEBUTUHAN KAPUR Perlu memperhatikan : 1. Jenis Tanaman dan pola Tanam 2. Reaksi Tanah (pH dan Al-dd tanah) Biasanya digunakan kriteria : a. pH harus < 5.0 b. Kej. Al > 50%

PEDOMAN PENENTUAN JUMLAH KAPUR 1. Kedele (untuk mencapai pH 6,0) Diberikan 2,0 x Al-dd 2. Untuk Jagung ( untuk mencapai pH 5.5) Kapur diberikan 1,5 x Al-dd 3. Untuk padi gogo (mencapai pH 5.2) Kapur diberikan 1,0 x Al-dd

JUMLAH KAPUR YANG DIBUTUHKAN Dasar perhitungan : 1 me Al ˜ 1 me Ca ˜ 1 me H 1 me Ca = BA Ca = 40 = 20 mg/ 100 g tanah Jika Al-dd dalam tanah 1 me maka Ca dibutuhkan juga setara 1 me, artinya ada sebanyak 1 x 20 mg Ca = 20 mg Ca untuk 100 g tanah Valensi (2) 2

JUMLAH KAPUR YANG DIBUTUHKAN Ljt…. Jika Al-dd dalam tanah 1 me maka Ca dibutuhkan juga setara 1 me, artinya ada sebanyak 1 x 20 mg Ca = 20 mg Ca untuk 100 g tanah atau jika diberikan dalam bentuk CaCO3 (kapur Kalsit) adalah sebanyak: BM CaCO3/ BM Ca x 20 mg = 100/40 x 20 mg = 50 mg CaCO3 BA Ca = 40, C=12, O =16 = 50 mg CaCO3 untuk setiap 100 g tanah = 500 mg CaCO3 untuk setiap 1 kg

JUMLAH KAPUR YANG DIBUTUHKAN Ljt…. Jika tanah yang mau dikapur adalah seluas 1 ha maka kita harus mencari berat tanah 1 ha Volume tanah per ha ditentukan oleh kedalaman olah tanah apakah 20 cm atau 30 cm

JUMLAH KAPUR YANG DIBUTUHKAN Ljt…. Jika kedalam olah tanah 20 cm maka volume tanah dan berat tanah per Ha dapat ditentukan: Vol tanah = 0,2 x 100 x 100 m3 = 2 x 1000 m3 = 2 x 106 dm3 Jika BJ (berat jenis) atau BV (berat per vol tanah) adalah 1 maka : Berat tanah = 2 x 106 kg

JUMLAH KAPUR YANG DIBUTUHKAN Ljt…. Berdasarkan perhitungan : 1 me Al ˜ 1 me Ca ˜ 1 me H Berat tanah per ha jika kedalaman olah 20 cm adalah seberat 2x106 kg maka kita dapat menghitung jumlah kapur CaCO3 yang dibutuhkan yaitu sebanyak = 2x 106 kg x 500 mg CaCO3/ kg tanah = 2.000.000 x 500 mg CaCO3 = 2.000.000 x 0,5 g CaCO3 = 1.000.000 g CaCO3 = 1000 kg CaCO3 = 1 ton CaCO3

Tugas !!!!!!! Coba hitung jumlah kapur (CaCO3) yang dibutuhkan per ha jika Al-dd tanah adalah sebanyak 3 me/100 g tanah, kedalaman olah 20 cm. sedangkan tanaman yang akan ditanam adalah kedele (butuh dikapur 2 x Al-dd)

JUMLAH KAPUR YANG DIGUNAKAN UNTUK PERCOBAAN POT

KAPUR YANG DIGUNAKAN KAPUR DOLOMITIK DENGAN KADAR CaO 30% dan MgO 18%. Tanah yang digunakan 5 kg setara berat kering mutlak dengan KKA 1,16 1. Kebutuhan Kapur : Untuk kedele adalah 2 x Al-dd = 2 x 2,4 me Al Untuk jagung adalah 1,5 x Al-dd = 1,5 x 2,4 me Al Perhitungan Pemberian kapur untuk 5 kg tanah adalah sb berikut : 2. Kandungan Dolomit : CaO = 30% (BA Ca = 40 ; O = 16) Ca = 40/56 x 30% = 21,4 % MgO = 18% (BA Mg = 24; O =16) Mg = 24/40 x 18% = 10,8% 3. Dalam 1 kg dolomit maka terdapat Ca da Mg : Ca = 21,4 / 100 x 1000 g = 214 g Ca = 214.000 mg Ca me Ca = 214.000mg/20 mg (Be Ca) = 10.700 me Mg = 10,8 / 100 x 1000 g = 108 g Mg = 108.000 mg Mg me Mg = 108.000mg/12 mg (Be Mg) = 9.000 me

Maka dalam 1 kg Dolomit terdapat : 10.700 me Ca + 9.000 me Mg yang equivalen dengan 19.700 me Ca Kebutuhan Kapur Untuk Kedele 2 x Al-dd = 2 x 2,4 me Ca/ 100 g tanah = 4,8 me Ca/ 100 g tanah = 48 me Ca/ 1 kg tanah = 240 me Ca/ 5 kg tanah = 240 me/ 19.700 me x 1000 g dolomit x kka = 12,2 g dolomit / 5 kg tanah Untuk Jagung 1,5 x Al-dd = 1 x 2,4 me Ca/ 100 g tanah = 2,4 me Ca/ 100 g tanah = 24 me Ca/ 1 kg tanah = 2 me Ca/ 3 kg tanah = 72 me/ 19.700 me x 1000 g dolomit x kka = 9,25 g dolomit / 5 kg tanah Yang diberikan pada percobaan : 12,2 g untuk Kedele dan 9,25 g dolomit untuk Jagung

Cara pemberian kapur Tanah diolah sebelum dikapur Kapur ditabur merata dan kemudian diaduk rata dengan menggunakan cangkul Diberikan sebelum musim hujan tiba Baru bisa ditanam setelah diinkubasi minimal selama 2 minggu

Cara pemberian kapur ljt.

REAKSI PENETRALAN KAPUR Menurut Kussow (1971) bahan penting dalam reaksi penetraln kemasaman oleh kapur adalh ion CO3 dan OH- Jika sumber kemasaman ion H+ CaCO3 ------------------> Ca 2+ + CO32- H Misel + CO32- H2CO3 Ca Ca2+

Jika sumber kemasaman Al: 3 CaCO3 ------------------> 3 Ca 2+ + 3 CO32- 3CO32- + 3 H2O ----- 3 HCO3- + 3 OH- Al Misel + OH- Al(OH)3 Ca 3 Ca2+

POLA TANAM Perlu memperhatikan pola tanam tergantung pola curah hujan daerah yang bersangkutan (monokultur, tumpang sari dll) Okt Nov Des Jan Feb Mar Ap Mai Jun Jul Ag Sept MT II MT I MT II A KEDELE KACANG HIJAU JAGUNG JAGUNG KEDELE JAGUNG KEDELE B COW PEA JAGUNG Padi Gogo C UBI KAYU

kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran Kelas C Terima kasih kuliah kestan :kemasaman dan pengapuran Kelas C