PRODUKSI PADA LAHAN MARGINAL

LAHAN MASAM ATASAN (LMA) (up land acid soils) Lahan: bagian dari bentang alam (landscape) yg mencakup iklim, tanah, topografi, hidrologi, vegetasi, dan bangunan di atasnya yg semuanya secara potensial berpengaruh terhadap penggunaannya (Arsyad, 2006)

Komponen LMA Iklim LMA Topografi (relief) LMA Karakteristik tanah LMA Kendala pengelolaan LMA Pengelolaan LMA

Iklim LM atasan (up land acid soil) Lahan LMA Radiasi matahari: sedang Suhu udara: hangat Penguapan air (PA): besar Angin: kecepatan relatif tinggi CH: normal, CH > PA Tek udara: normal KN : kering- lembab

Topografi LMA LMA : berombak – bergunung Datar  0-1 % Agak datar 1-3 % Berombak  3 – 8 % Bergelombang  8 -15 % Berbukit  15 – 30 % Bergunung  > 30 %

A. Pengertian lahan masam atasan Lahan masam atasan: lahan yang reaksi (pH) tanah < 5,5 biasanya fraksi kleinya didominasi oleh mineral Kaolinit pH (1:1) < 5,5 Kaolinit dicirikan KMK klei (CEC) < 16 cmol (+)/kg klei Bagaimana mengetahui pH dan dominasi kaolinit? (1) mengukur pH dengan pH meter (2) analisis tekstur 3 fraksi  pasir ....? %, lanau .... ? %, klei ....? % (3) Analisis KMK tanah. ? cmol (+)/kg  KMK klei Contoh pasir (sand) = 3 %, lanau (silt) = 2 %; klei (cley) = 95 % KMK = 11,5 cmol (+)/kg KMKklei = 11,5 cmol (+)/kg x 100/95 = 12,1053 cmol (+)/kg KMK klei = KMK tanah x 100/% klei

Komponen tanah 1 Ao =10-8 mm Koloid org. 2.000-50 µm pasir Bhn. Mineral 50-38% (v/v) Koloid org. Bhn. organik 0-12% (v/v) Larutan tanah 35 % Udara tanah 15 % 50 µm 2.000-50 µm pasir 50-2 µm  lanau 2 – 10-6 µm  klei <10-6µm 2.000.000-50.000 x larutan 50.000-2.000 x 2.000 - 1 x

B Horizon(s) Distinguished by the deposition of the clays that leached out of the A and E horizons Reddish or yellowish (minerals and oxides) in color In B horizon, some material can come from above, some may come from regolith below There can be any number of B horizons depending on the age of the soil and differentiated by the soil properties (particularly the presence of clay) Review, what makes minerals red in color?  exposure to oxygen  oxidation What types of areas would oxidation not occur?  very wet system where there is no oxygen, it is a reduced environment www.soils.usda.gov

KLASIFIKASI TANAH MASAM ATASAN ULTISOLS (KB < 35 %, pH < 5,5) ALFISOLS (KB > 35 %, pH > 5,5) OKSISOLS

Agihan tanah-tanah di Indonesia Hist. Enti. Incept. Vertisol Andisol Molisol Alfisols Ultisols Oxisol Spodos Aneka Total X 1000 ha INDO-NESIA 13.203 18.006 70.520 2.119 5.395 9.913 5.153 45.794 14.110 2.155 1.700 188.21 % 7,0 9,6 37,5 1,1 2,9 5,3 2,7 24,3 7,5 0,9 100 Sumbe: Puslttanak (2000) 34,5%

Gelisol dan Aridisol: o ha.

B. Penciri Tanah lahan masam (Solum tanah) 1. Warna tanah merah – merah kuning 2. Masam (pH < 5,5) 3. KMK tanah rendah – tinggi 4. Kejenuhan Basa rendah

C. Pembentukan tanah masam atasan 1. CH tahunan > Penguapan air tahunan  pencucian kation basa 2. Eluviasi (translokasi atau pencucian liat) dan illuviasi (pengendapan klei) merupakan proses utama yg membentuk tanah kaolinitik (U, A) Bahan induk yg lazim untuk perkembangan Tanah masam mengandung sedikit kation basa, seperti batuan kristalin silika (mis. granite) atau bahan sedimen yg relatif miskin basa (mis. Sedimen dataran pantai yang sangat lapuk). Ada beberapa Ultisols yang berkembang pada bahan induk dengan status basa lebih tinggi dan material kurang lapuk (mis. Abu vulkanik, batuan beku basis atau batuan metamorf basis). Pencucian basa-basa secara cepat dapat terjadi kalau curah hujan cukup tinggi untuk memben-tuk Ultisols.

Lessivage Argilik Lessivage: pencucian (pemindahan) liat dari suatu horison ke horison lain dalam bentuk suspensi secara mekanik. Terjadi pada tanah Ultisol atau Alfisol There can be any number of B horizons depending on the age of the soil and differentiated by the soil properties (particularly the presence of clay) Review, what makes minerals red in color?  exposure to oxygen  oxidation What types of areas would oxidation not occur?  very wet system where there is no oxygen, it is a reduced environment www.soils.usda.gov

D. Karakteristik Tanah pada lahan masam atasan 1. mineralogi  kaolinit , gibsit dan goethit 2. kimia  KMK rendah, pH rendah (masam), KB rendah, C-organik rendah 3. fisika warna merah, tekstur halus, peka thd erosi, peka thd. pemadatan 4. hayati  nitrifikasi kuat, Karakteristik utama Ultisols adalah rendahnya kejenuhan basa di seluruh profil tanah, lapisan atas mengandung sedikit lebih banyak basa karena adanya daur-ulang bilogis. Rendahnya kejenuhan basa terutama karena bahan induk tanah kaya silika dan miskin basa-basa. Dalam beberapa tanah, rendahnya status basa terjadi akibat pencucian yg intensif bahan induk yg semula mengandung mineral-mineral mudah lapuk; sedangkan pada tranah-tanah lainnya memang bahan induknya miskin basa dan miskin mineral mudah lapuk.

Karakteristik Kimiawi

Mineralogi Batas kuliah I Kaolinit

Structure of Kaolinite 4 Si 7,4 Ao 4 O +2 OH 4 Al 6 OH NO ISOMORPHOUS SUBSTITUTION Sheets of silicon tetrahedra and aluminum octahedra linked by shared oxygen atoms.

TIPE Klei 1:1 Al4Si4O10 (OH)8

Goetit (Fe2O3) Gibsit [Al(OH)3]

Pengelompokkan mineral klei

Pengelompokkan mineral klei …

Luas permukaan jenis,S,(m2/g) KMK (cmol(+)/kg) 1. Humus (bot) - Faktor jenis klei Luas permukaan jenis dan nilai KMK beberapa bahan No. Jenis mineral klei Luas permukaan jenis,S,(m2/g) KMK (cmol(+)/kg) 1. Humus (bot) - 300-1400 2. Khlorit 25-150 10 – 40 3. Montmorilonit 600-800 80 – 150 4. Kaolinit 7-30 2 – 15 5. Haloisit. 2H2O 10-45 5 – 10 6. Alofan 100-800 5-300 7. Sesquioksida 0 - 3 8. Vermikulit 100-200

Kaolinite under high pH Kaolinite under low pH Al—OH + H+  Al—OH2+ No charge positive charge Kaolinite under high pH Al—OH + OH-  Al—O- + H2O No charge negative charge

total = tetap+ variabel KMK = total x S (militara/cm2) total = tetap+ variabel v = (2nЄkT/π)1/2 sinh 1,15 Z (pHo-pHa) Ket.  = kerapatan muatan negatif permukaan, n = konsentarsi larutan, Є= tetapan dielektrik medium, T = suhu mutlak, k = tetapan Boltzman, Z = valensi ion pengimbang (lawan), pHo = pH isoelektrik, pHa = pH aktual tanah S = luas permukaan jenis (lpj)

Luas permukaan jenis,S,(m2/g) KMK (cmol(+)/kg) 1. Humus (bot) - Faktor jenis klei Luas permukaan jenis dan nilai KMK beberapa bahan No. Jenis mineral klei Luas permukaan jenis,S,(m2/g) KMK (cmol(+)/kg) 1. Humus (bot) - 300-1400 2. Khlorit 25-150 10 – 40 3. Montmorilonit 600-800 80 – 150 4. Kaolinit 7-30 2 – 15 5. Haloisit. 2H2O 10-45 5 – 10 6. Alofan 100-800 5-300 7. Sesquioksida 0 - 3 8. Vermikulit 100-200

pH  (H+) pH + pOH = pKw = 14 pH tanah = masam pH = -log (H+), maka (H+) = 10-pH < 4,5 = sangat masam 4,5-5,5 = masam 5,6-6,5 = agak masam 6,6-7,5 = netral 7,6-8,5 = agak basa > 8,5 = basa pH  (H+) pH + pOH = pKw = 14

SUMBER KEMASAMAN TANAH H-dd  H+ Kation aluminium: MISEL Al === Al 3+ Al 3+ + H2O == Al(OH)2+ + H+ Al(OH)2+ + H2O == Al(OH)2+ + H+ Al(OH)2+ + H2O == Al(OH)3 + H+ ----------------------------------------------------- Al3+ + 3H2O == Al(OH)3 + 3 H+ Bahan Organik Tanah: R-COOH == RCOO- + H+

pH tanah berhubungan dengan KB Tanah dengan pH rendah, umumnya mempunyai KB rendah, dan seba-liknya tanah dengan pH tinggi umumnya mempunyai KB tinggi. pHH2O (1: 2,5) KB 6,5 81 6,0 61 5,5 41 5,0 21

Sifat tanah masam atasan pada horison B. No. Sifat tanah Nilai Harkat* 1. pH tanah pH H2O (1:2,5) pH KCl (1:2,5) pH CaCl2 0,001 M (1:2,5) 4,6 3,69 3,96 masam 2. C-organik (%) 0,36 Sangat rendah 3. DHL (1:5) (µS/cm) 23,0 4. A-l dd (cmol (+)/kg) 1,4 5. Kation basa (cmol (+)/kg) K Na Ca Mg 0,07 0,26 0,95 1,16 rendah sangat rendah sedang KTK tanah (cmol (+)/kg KTK efektif (cmol (+)/kg 11,35 4,04 Rendah - 6. Kejenuhan basa (%) 21,7 7. Kejenuhan Al (%) 34,65 tinggi 8. N-total N-tersedia (ppm) 0,05 P-total P-tersedia (ppm) 32,6 0,10 9. Sematan P (%) 71 10. % Pasir % Lanau % Klei 2 7 91 klei

Karakteristik Fisikawi

Warna merah-kuning Sumber: Buol, et al. 2002 1. Penambahan (enrichment) 2. Penghilangan (lossing) 3. Alih tempat/loka (translocation) 4. Alih bentuk/rupa/ragam (transformation)

Braunification = ferrugination = rubification Release of ion Fe from primary minerals and dispersion of iron oxide in increasing amount ; their progresive oxidation or hydrtation, giving soil mass brownish, redish brown, and red color respectively, Braunifikasi, rubifikasi dan feruginasi Pelepasan besi dari mineral primer dan dispersi partikel-partikel besi oksida yang makin meningkat. Braunifikasi  tanah berwarna coklat Rubifikasi  tanah berwarna coklat kemerahan Feruginasi  tanah berwarna merah 1. Penambahan (enrichment) 2. Penghilangan (lossing) 3. Alih tempat/loka (translocation) 4. Alih bentuk/rupa/ragam (transformation)

K= { 2,71x 10-4(12-BOT) M1,14 + 3,25 (S-2) + 2,5 (P-3)/100} Erodibilitas tanah K= { 2,71x 10-4(12-BOT) M1,14 + 3,25 (S-2) + 2,5 (P-3)/100}

Peka terhadap pemadatan

E. Kendala Tanah pada LMA untuk Pertanaian 1. KMK rendah 2. pH rendah (masam) 3. kandungan C-organik rendah 4. kation basa tertukar (Na-dd, K-dd, Ca-dd, Mg-dd) rendah 5.kandungan Al-dd dan Kejenuhan Al tinggi 6. retensi fosfat tinggi - s.tinggi 7. kandungan hara N, P2O5 tersedia rendah 8. permeabilitas: lambat – sangat lambat 9. peka terhadap erosi(erodibilias tinggi) Multi stress soil

Sifat tanah masam atasan pada horison B. No. Sifat tanah Nilai Harkat* 1. pH tanah pH H2O (1:2,5) pH KCl (1:2,5) pH CaCl2 0,001 M (1:2,5) 4,6 3,69 3,96 masam 2. C-organik (%) 0,36 Sangat rendah 3. DHL (1:5) (µS/cm) 23,0 4. A-l dd (cmol (+)/kg) 1,4 5. Kation basa (cmol (+)/kg) K Na Ca Mg 0,07 0,26 0,95 1,16 rendah sangat rendah sedang KMK tanah (cmol (+)/kg KMK efektif (cmol (+)/kg 11,35 4,04 Rendah - 6. Kejenuhan basa (%) 21,7 7. Kejenuhan Al (%) 34,65 tinggi 8. N-total N-tersedia (ppm) 0,05 P-total P-tersedia (ppm) 32,6 0,10 9. Sematan P (%) 71 10. % Pasir % Lanau % Klei 2 7 91 klei

Karakteristik tanah lahan masam atasan

Kontrol-tP Kontrol-dP

Padi gogo N0C0 N0C1 N2C1 N1C1 Humus dan Unsur hara 0 ton/ha 0 ton/ha

Harkat (kategori) analisis tanah …. Sifat tanah s. Rendah rendah sedang tinggi s. tinggi C-org. (%) < 1 1-2 2-3 3-5 > 5 N-tot (%) < 0,1 0,1-0,2 0,21-0,50 0,51-0,75 > 0,75 C/N < 5 5-10 11-15 16-25 > 25 P2O5,-tot. (mg/100g) < 10 10-20 21-40 41-60 > 60 P-Bray I (ppm P2O5) 10-15 26-35 > 35 P-Olsen (ppm P) 10-25 26-45 10-18 46-60 18-25 KMK (cmol/kg) 5-16 17-24 24-40 > 40 Sumber: Sulaeman dkk. (2005)

Harkat (kategori) analisis tanah Sifat tanah s. rendah rendah sedang tinggi s. tinggi Kation basa (cmol(+)/kg) K <0,1 0,1-0,2 0,3-0,5 0,6-1,0 >1,0 Na 0,1-0,3 0,4-0,7 0,8- 1,0 > 1,0 Ca <2,0 2 - 5 6- 10 11 - 20 > 20 Mg <0,4 0,4-1,0 1,1-2,0 2,1-8,0 > 8 Jum. Kation basa <2,6 2,6-7,7 7,8- 14,4 14,5-30,0 > 30 Kej. Basa (%) <20 20-35 36-50 51-70 >70 Al-dd (cmol(+)/kg) … Kej. Al (%) <10 10-20 21-30 31-60 >60 Sumber: Sulaeman dkk. (2005)

F. Manajemen Tanah masam atasan 1. KMK rendah 2. pH rendah (masam) 3. kandungan C-organik rendah 4. kation basa tertukar (Na-dd, K-dd, Ca-dd, Mg-dd) rendah 5. kandungan Al-dd dan Kejenuhan Al tinggi 6. retensi fosfat tinggi - s.tinggi 7. kandungan hara N, P2O5 tersedia rendah 8. permeabilitas lambat – sangat lambat 9. peka terhadap erosi

KMK tanah masam atasan

Cara menetapkan KTK tanah Tambahkan 20 mL NH4-O-CO-CH3, 1 M, pH 7,0, biarkan bereakasi pertukaran sempurna. Reaksi pertukaran sempurna, maka semua kation ditukar oleh NH4+ , NH4+ ditetapkan jumlahnya: 1. cara destilasi 2. cara spektofotometri . Satuannya me/100 g atau cmol(+)/kg Isi 10 g tanah

.. kation K, Ca, Na, Mg, H, Al, NH4 + NH4-O-CO-CH3 1 M, pH 7,0 Ditentukan yang Menduduki permukaan klei, Cara destilasi Spektrofotometer 3 , 2 , 4 , 12 , dan 1 AAS

total = tetap+ variabel KMK = total x S (militara/cm2) total = tetap+ variabel v = (2nЄkT/π)1/2 sinh 1,15 Z (pHo-pHa) Ket.  = kerapatan muatan permukaan, n = konsentarsi larutan, Є= tetapan dielektrik medium, T = suhu mutlak, k = tetapan Boltzman, Z = valensi ion pengimbang (lawan), pHo = pH isoelektrik, pHa = pH aktual tanah S = luas permukaan jenis (lpj)

Kaolinite under high pH Kaolinite under low pH Al—OH + H+  Al—OH2+ No charge positive charge Kaolinite under high pH Al—OH + OH-  Al—O- + H2O No charge negative charge

Penambahan dengan bahan yang mempunyai MK tinggi, misal Bentonit, Kompos, Biochar aktif, dll.. Soal Tanah Ultisol (sepadan dengan Podsolik Merah Kuning), KMK tanah 11 me/100 g  rendah. Akan dinaikkan dari 11 menjadi 16 me/100 g dengan Bentonit (smectite) Berapa kg bentonit (KMK mont. =100 me/100g) yang dibutuh- kan untuk 1 ha tanah (100 x 100 m, lapis olah 20 cm, kerapatan lindak tanah 1,1 kg/dm3)

KMKc = [(Btanah x KMKtanah) + (Bbahan x KMK bahan)/(Btanah + Bbahan)]

KMK merupakan sifat kimia yang sangat erat hubungannya dengan kesuburan tanah  Tanah dengan KMK tinggi mampu menyerap dan menyediakan unsur hara lebih baik daripada tanah dengan KTK rendah. Faktor penentu nilai KMK yaitu: (1) kandungan bahan organik tanah (humus), (2) jenis mineral liat, (3) kandungan liat ( tekstur tanah). .

Tabel 1. Beberapa sifat tanah pada profil tanah Ultisol, Tanggeran, Somagede, Banyumas, jawa Tengah simbol Tebal (cm) Psr. Debu Lemp. pH C-0rg. (%) KMK tanah KMK1) Al-dd ------------ (%) ------------- pHH2O2) (1:2,5) pH KCl ------ (cmol(+)/kg) ------ A 0-15 1 8 91 4,75 3,89 1,10 14,41 15,84 1,15 Bt1 15-46 9 4,72 3,82 0,80 13,90 15,27 1,58 Bt2 46-70 92 3,81 0,53 13,64 14,83 1,50 Bt3 70-102 4,92 3,98 0,34 12,98 14,26 0,40 Bt4 102-142 16 84 4,83 4,06 0,21 12,50 14,88 0,38 Bt5 142-178 17 83 4,95 4,08 0,19 12,31 0,31 Bt6 178-200 18 82 4,91 4,13 0,13 12,21 14,89 0,28 Sumber: Ismangil, 2009

Kandungan mineral klei (faktor tekstur tanah) No. Tekstur tanah KMK (me/100 g) 1. pasiran (warna cerah) 3-5 2. pasiran (warna kelam) 10-20 3. Loam (lom) 10-15 4. Loam lanauan (silty lom) 15-25 5. Kleian dan lom kleian (Clayey and clayey loams) 20-50 6. Tanah organik 50-100 Sumber : Havlin et al. (2005)

Kemasaman tanah

Problem Kemasaman Tanah Kesuburan tanah Ketersediaan Unsur Hara Suasana fisiologis larutan tanah tidak sesuai bagi proses-proses pertumbuhan akar tanaman Keracunan unsur hara mikro Gangguan akibat tingginya ketersediaan/kelarutan kation aluminium Gangguan kehidupan jasad renik tanah Menurunkan kemasaman tanah = Menaikkan pH tanah = ………….. Pengapuran

Cara mengukur dan mengategorikan pH tanah < 4,5 = sangat masam 4,5-5,5 = masam 5,6-6,5 = agak masam 1 bag tanah 6,6-7,5 = netral 1 bag. H2O 7,6-8,5 = agak basa > 8,5 = basa Di alam, sebaran pH tanah antara 4,0 dan 8,0

Cara menentukan pH tanah + H2O pH aktual 1 0 g tanah + 10 ml air suling Digojog 30’, diukur dengan pH meter tanah + KCl 1 M pH potensial 1 0 g tanah + 10 ml KCl 1 M Digojog 30’, diukur dengan pH meter tanah + CaCl2 0,001 M pH kesuburan 1 0 g tanah + 10 ml CaCl2 0,001 M Digojog 30’, diukur dengan pH meter

pH meter pH aktual dan 3 pH meter pH potensial 10 5 5 3 + 5H2O = 5H+ +5 OH_ 4 5 pH meter pH potensial 10 +22 KCl == 22 K ++22 Cl- Cl Kation H

pH = 4  (H) = 10-4 M = 10-4 mol/L = 10-4 x 103 mmol H/L = 0,1 me H/kg = 0,1 mg H/kg = 0,1 me H/kg x [2,5 x 1,2 x 106 kg] = 0,1 x 3 x 106 me H = 3 x 100.000 me H = 300.000 me H = 300.000 mg H pH = 5  3 x 10.000 me H = 30.000 me H = 30.000 mg H Selisih H = (300.000 – 30.000 me H = 270.000 me H 1 mmol H = 1 me H = 1 mg H Bobot I ha tanah = LO x Bji x 106 (kg/dm3 ) x (dm3) 10 x

pH & Ketersediaan Hara Ca dan Mg: Ketersediaan maksimum: pH = 6 - 8.5 Ketersediaan minim pada tanah dg : pH < 4.0 N, K dan S: Ketersediaan maksimum: pH > 6 Ketersediaan minim pada tanah dg : pH < 4.0 Fosfat : Ketersediaan maksimum: pH = 6 - 7.5 Ketersediaan minim pada tanah dg : pH < 4.0 Fe, Mn,Zn, Cu,Co : Ketersediaan maksimum: pH < 5.5 Ketersediaan minim pada tanah dg : pH > 7.5 Mo: Ketersediaan maksimum pd pH > 6.5 Bakteri & Aktinomisetes : Ketersediaan maksimum: pH > 5.5 Ketersediaan minim pada tanah dg : pH < 4.0

CaMo AlFeMnZn

Ketersediaan unsur hara dipengaruhi oleh pH Pengaruh Fisik: - Membantu granulasi - agregasi - Memperbaiki struktur tanah - Tata Udara (Aerasi) - Tata Air / Pergerakan air Ketersediaan unsur hara dipengaruhi oleh pH Paul Lilly dan Jack Baird. 1993. Soil Acidity and Proper Lime Use. North Carolina Cooperative Extension Service. Publication AG-439-17 Revised April 1993 (TWK) Last Web Update: December 1997. http://www.soil.ncsu.edu/publications/Soilfacts/AG-439-17_Archived/#Flgure_2

Gambar . Pengaruh pH terhadap organisme tanah (soil Science C-03) 3 4 5 6 7 8 9 10 11 FUNGI Bakteri Cacing toleran alkali Cacing toleran asam Gambar . Pengaruh pH terhadap organisme tanah (soil Science C-03)

SUMBER KEMASAMAN TANAH Hdd H+ Kation aluminium: MISEL Al === Al 3+ Al 3+ + H2O == Al(OH)2+ + H+ Al(OH)2+ + H2O == Al(OH)2+ + H+ Al(OH)2+ + H2O == Al(OH)3 + H+ ----------------------------------------------------- Al3+ + 3H2O == Al(OH)3 + 3 H+ SUMBER KEMASAMAN TANAH Bahan Organik Tanah: R-COOH == RCOO- + H+

TOKSISITAS ALUMINIUM 1. Konsentrasi Al dlm larutan tanah > 1 ppm menyebabkan penurunan hasil tanaman 2. Tembakau dan kentang sangat peka thd Al3+ dlm tanah, terutama akarnya. Gejalanya akar menjadi tebal, kaku dan becak-becak jaringan mati 3. Pertumbuhan akar jagung mulai terganggu pada kondisi 60% kejenuhan Al. 4. Al cenderung terakumulasi dalam akar dan menghambat penyerapan dan translokasi Ca dan fosfat menuju tajuk, sehingga mendorong defisiensi Ca dan P.

DEFISIENSI Ca DAN Mg 1. Gangguan pertumbuhan tanaman pd tanah masam dapat juga disebabkan oleh defisiensi Ca dan/atau Mg 2. Gangguan akar tembakau pd Ultisol yg tidak dikapur disebabkan oleh keracunan Al dan defisiensi Ca. 3. Kalau Al diendapkan (dg menggunakan MgCO3) dan tidak ditambahkan Ca, pertumbuhan akar tembakau akan berhenti dalam waktu 60 jam. 4. Tanah masam di daerah tropis defisien Ca tanpa menunjukkan masalah toksisitas Al. 5. Misalnya Tanah masam di Hawaii, pH < 5.0, namun Aldd nya sedikit; pengapuran berfungsi seperti pemupukan Ca 6. Tanah masam di Brazil sangat miskin Mg dan respon positif thd pupuk Mg.

Aldd dan % KEJENUHAN Al 1. Sumber kemasaman tanah : H+, Hdd, Aldd, 2. Aldd diendapkan pada pH > 5.5 - 6.0 3. % kejenuhan Al dari KTK efektif menjadi ukuran kemasaman tanah 4. Kejenuhan basa (KB) = jumlah basa dibagi KTK 5. Aldd ditentukan dengan jalan ekstraksi tanah dg 1 N KCl, dan mentitrasi ekstraksnya dengn larutan basa

Pengaruh pH tanah terhadap kandungan Al terekstraks KCl dan CuCl2 Pengaruh Fisik: - Membantu granulasi - agregasi - Memperbaiki struktur tanah - Tata Udara (Aerasi) - Tata Air / Pergerakan air Pengaruh pH tanah terhadap kandungan Al terekstraks KCl dan CuCl2 Sumber: Rotation and Tillage Affects on Soil Organic Carbon and Management of No-Till Acid Soils. Chad Godsey, Gary Pierzynski, David Mengel, and Ray Lamond. The 18th World Congress of Soil Science (July 9-15, 2006)

HUBUNGAN pH dan KEJENUHAN Al pH tanah 5.4 5.1 4.8 4.5 4.2 3.9 Sumber: Abruna et al. 1975 Ultisols & Oxisols 10 20 30 40 50 60 70 % kejenuhan Al

HUBUNGAN KEJENUHAN Al dan HASIL BEANS % hasil maks. 100 80 60 40 20 Sumber: Abruna et al. 1975 Ultisols & Oxisols r = 0.93** 10 20 30 40 50 60 70 % kejenuhan Al

TOKSISITAS Al & DEFISIENSI Ca thd AKAR TEMBAKAU % maks. pemanjangan akar Dikapur CaCO3, pH 5.8, 4.4 meq Ca++ 100 80 60 40 20 Dikapur MgCO3, pH 5.6, 0.4 meq Ca++ Tdk Dikapur, pH 4.2, 0.4 meq Ca++ 1 2 3 waktu (hari) Sumber: Abruna et al. 1975 Ultisols & Oxisols

EFEK Al thd PERTUMBUHAN AKAR Tanah pH Aldd % Kejenuhan Berat akar kering tanaman: me/100 g Al Jagung (mg/pot) Sorghum (mg/pot) Ultisol 4.8 4 40 931 400 4.5 6 57 874 296 3.9 11 87 209 19 Oxisol 4.8 3 52 687 345 4.5 4 70 630 126 4.0 5 87 389 128 Sumber: Brenes & Pearson, 1973.

Pengapuran

1 me Al3+ = ……. mg Ca2+ = …….. mg CaCO3 1 me Al3+ = 1 me Ca2+ = (40/2) mg Ca = 20 mg Ca 1 mg CaCO3 terdapat 0,4 mg Ca, maka 1 mg Ca terdapat dalam 1/0,4 mg CaCO3 = 2,5 mg CaCO3 = 20 x 2,5 mg CaCO3 = 50 mg CaCO3 Contoh. Dalam analisis tanah didapatkan 2 miligram ekuiv. Al/100 g, maka dalam 1 ha terdapat= ??? me Al. Berat tanah 1 ha, Bji = 1,2 kg/dm3, ketebalan lapis olah 25 cm (=2,5 dm) adalah 3x106 kg tanah. Jadi dalam 1 ha tanah itu terdapat 3x106 x 2x10 me Al atau = 60 x 106 me Al akan setara dengan 60 x 106 x 50 mg CaCO3 = 3.000 x 106 mg CaCO3 = = 3.000 x 1kg CaCO3 = 3 ton CaCO3

PENGAPURAN 1. Tujuan utama pengapuran adalah menetralisir Aldd, dan biasanya diikuti oleh kenaikan pH hingga 5.5. 2. Kalau diduga ada keracunan Mn, maka pH dinaikkan 6.0 3. Faktor-faktor yg harus diperhatikan: 1. Jml bahan kapur yg diperlukan untuk menetralkan Aldd hingga tingkat yg sesuai bagi tanaman 2. Kualitas bahan kapur 3. Cara penempatan / aplikasi bahan kapur ke tanah.

Reaksi pengapuran dalam tanah masam atasan Step I 3 CaCO3 +3 H2O === 3 Ca2+ + 3HCO3- +3 OH- Step II X(Al)2 + 3 Ca2+ === X(Ca)3 + 2 Al3+ Step III 2 Al3+ + 6 H2O === 2 Al(OH)3 + 6H+ 3 H+ + 3HCO- === 3H2CO3 === 3 CO2 + 3 H2O 3 H+ + 3OH - === 3H2O ----------------------------------------------------------------------------------- X(Al)2 + 3 CaCO3 + 9H2O === X(Ca)3 + 2Al(OH)3 + 3 CO3 + 6H2O

Kapor Oksida: Kapur Sirih Kemurniannya: 85 - 95% Pembuatannya: CaCO3 + panas CaO + CO2 CaMg(CO3)2 + panas CaO +MgO + CO2 Reaksinya dlm tanah: MISEL - H + CaO MISEL - Ca + H2O CaO + H2O Ca(OH)2 Ca(OH)2 + 2 H2CO3 Ca(HCO3)2 + 2 H2O % Oksida CaO : 77% Ekuivalen oksida Ca : 102 Daya netralisasi : 182.1 (kesetaraan CaCO3) Persentase unsur Ca : 55 % Oksida MgO : 18% Persentase unsur Mg : 10.8 BENTUK BAHAN KAPUR

BENTUK BAHAN KAPUR Kapor Hidroksida: Kapur Tembok Kemurniannya: 95 - 96% Pembuatannya: CaO + MgO + H2O Ca(OH)2 + Mg(OH)2 Reaksinya di udara lembab terbuka: Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O Mg(OH)2 + CO2 MgCO3 + H2O Reaksinya dlm tanah: MISEL - H + Ca(OH)2 MISEL - Ca + 2H2O Ca(OH)2 + 2 H2CO3 Ca(HCO3)2 + 2 H2O % Oksida CaO : 60% Ekuivalen oksida Ca : 76.7 Daya netralisasi : 136.9 (kesetaraan CaCO3) Persentase unsur Ca : 42.8 % Oksida MgO : 12% Persentase unsur Mg : 7.2

BENTUK BAHAN KAPUR Kapor Karbonat : Kapur Kalsit = CaCO3 Kapur Dolomitik = CaMg(CO3)2 Magnesit = MgCO3 Kemurniannya : 75 - 99% Pembuatannya: Batuan CaCO3 digiling Kapur giling Reaksinya dlm tanah: MISEL - H + CaCO3 MISEL - Ca + H2O + CO2 Oksida CaO = 44.8%; MgO = 6.70% Ekuivalen oksida Ca : 54.10 Daya netralisasi : 96.6 (kesetaraan CaCO3) Persentase unsur Ca = 32; Mg = 4.03 Karbonat: CaCO3 = 80%; MgCO3 = 14% Total = 94%

PENGARUH KAPUR PADA TANAH Pengaruh Fisik: - Membantu granulasi - agregasi - Memperbaiki struktur tanah - Tata Udara (Aerasi) - Tata Air / Pergerakan air Pengaruh Kimia: (Bila tanah dg pH= 5.0 dikapur hingga pH naik menajdi 6.0) - Kepekatan kation hidrogen menurun - Kepekatan anion hidroksil meningkat/ naik - Daya larut Fe, Mn dan Al akan menurun - Ketersediaan fosfat dan Mo akan diperbaiki - Cadd dan Mgdd akan naik - Persentase kejenuhan basa (KB) akan naik - Ketersediaan kalium berubah tgt keadaan. Pengaruh Biologik: - Merangsang kegiatan jasad tanah, termasuk mikroba tanah - Membantu pembentukan humus - Aminisasi, amonifikasi, oksidasi belerang dipercepat - Fiksasi nitrogen dari udara secara biologis dirangsang - Nitrifikasi dipercepat

Pengaruh pH tanah terhadap kandungan Al terekstraks KCl dan CuCl2 Pengaruh Fisik: - Membantu granulasi - agregasi - Memperbaiki struktur tanah - Tata Udara (Aerasi) - Tata Air / Pergerakan air Pengaruh pH tanah terhadap kandungan Al terekstraks KCl dan CuCl2 Sumber: Rotation and Tillage Affects on Soil Organic Carbon and Management of No-Till Acid Soils. Chad Godsey, Gary Pierzynski, David Mengel, and Ray Lamond. The 18th World Congress of Soil Science (July 9-15, 2006)

Pengaruh kapur terhadap pH tanah yang teksturnya berbeda-beda Pengaruh Fisik: - Membantu granulasi - agregasi - Memperbaiki struktur tanah - Tata Udara (Aerasi) - Tata Air / Pergerakan air Sumber: Seeliger (1973).

Pengaruh Fisik: - Membantu granulasi - agregasi - Memperbaiki struktur tanah - Tata Udara (Aerasi) - Tata Air / Pergerakan air Pengaruh ukuran bahan kapur dan lama waktu terhadap pH tanah. Paul Lilly dan Jack Baird. 1993. Soil Acidity and Proper Lime Use. North Carolina Cooperative Extension Service. Publication AG-439-17 Revised April 1993 (TWK) Last Web Update: December 1997. http://www.soil.ncsu.edu/publications/Soilfacts/AG-439-17_Archived/#Flgure_2

JENIS TANAMAN yg SESUAI TANAH MASAM dg KEBUTUHAN KAPUR MINIMUM Kebutuhan Kejenuhan pH Varietas tnm yg toleran kapur Al (t/ha) (%) 0.25 - 0.5 68 - 75 4.5 - 4.7 Gogo, ubikayu, mangga, mente Jeruk, Nanas, Desmodium, Cen- trosema, Paspalum 0.5 - 1.0 45 - 58 4.7 - 5.0 Cowpea, Plantain 1.0 - 2.0 31 - 45 5.0-5.3 Jagung, Black bean Sumber: Spain et al. 1975

MEKANISME TOLERANSI / KEPEKAAN TANAMAN thd Al dlm TANAH 1. Morfologi akar. Varietas yg toleran Al mampu menumbuhkan dan tidak mengalami kerusakan ujung-ujung akar pd kondisi tanah masam kaya Al 2. Perubahan pH rhizosfer. Varietas yg toleran Al mampu menaikkan pH zone rhizosfernya, sdg varietas yg peka menurunkan pH tsb. Perubahan pH ini diduga akibat dari penyerapan anion diferensial-selektif, sekresi asam organik, CO2 dan HCO3-. 3. Lambatnya translokasi Al ke tajuk. Varietas yg toleran Al mengakumulasikan Al dlm akar, dan mentranslokasikan ke tajuk secara lebih lambat dp jenis yg peka.

MEKANISME TOLERANSI / KEPEKAAN TANAMAN thd Al dlm TANAH 4. Al dalam akar tidak menghambat penyerapan dan translokasi Ca, Mg dan K dlm varietas yg toleran Al. 5. Toleransi varietas kedelai thd Al berhubungan dengan penyerapan dan translokasi Ca. 6. Toleransi varietas kentang thd Al berhubungan dengan translokasi Mg dan K . Toleransi varietas padi thd Al berhubungan dengan tingginya kandungan Si dlm tanaman. 8. Varietas yg toleran Al tidak mengalami hambatan penyerapan dan translokasi fosfat; tdk dmk varietas yg peka.

PENGAPURAN 1. Tujuan utama pengapuran adalah menetralisir Aldd, dan biasanya diikuti oleh kenaikan pH hingga 5.5. 2. Kalau diduga ada keracunan Mn, maka pH dinaikkan 6.0 3. Faktor-faktor yg harus diperhatikan: 1. Jml bahan kapur yg diperlukan untuk menetralkan Aldd hingga tingkat yg sesuai bagi tanaman 2. Kualitas bahan kapur 3. Cara penempatan / aplikasi bahan kapur ke tanah.

RESPON TANAMAN thd PENGAPURAN Umumnya pertumbuhan tanaman menjadi lebih baik. Tnm kacang-kacangan menyukai kapur, termasuk kedelai dan kacang tanah Alasan terjadinya respon tanaman: 1. Pengaruh langsung unsur hara Ca dan Mg 2. Dinetralkannya senyawa-senyawa toksik 3. Penekanan gangguan penyakit tanaman 4. Ketersediaan beberapa unsur hara meningkat 5. Rangsangan kegiatan jasad mikro akan meningkatkan ketersediaan hara 6. Beberapa tanaman tertentu tidak senang pengapuran, misalnya semangka. 7. ……. Dll.

PENENTUAN KEBUTUHAN KAPUR 1. Kamprath (1970): Dosis kapur = 1.5 x ( me Aldd topsoil) = m.e. Ca yg harus diaplikasikan sbg kapur 2. Dosis kapur yg dihitung dg cara ini mampu menetralkan 85 - 90 % Aldd dlm tanah yg mengandung 2 - 7% bahan organik 3. Faktor 1.5 digunakan untuk menetralkan H+ yg dilepaskan oleh bahan organik atau hidroksida Fe dan Al kalau pH tanah meningkat 4. Dalam tanah yg kaya bahan organik, faktor tersebut menjadi 2.0 atau 3.0, karena adanya Hdd. 5. Untuk setiap satu m.eq. Aldd dlm tanah diperlukan aplikasi 1.5 meq Ca atau setara dg 1.65 ton CaCO3 per ha. 6. Faktor penting lain adalah kandungan Aldd dlm tanah yang dapat ditolerir oleh tanaman tertentu 7. Jagung sensitif terhadap kejenuhan Al 40-60%. Pengapuran hingga kejenuhan Al = 0% dapat menguntungkan, namun pengapuran untuk menurunkan kejenuhan Al menjadi 20% dapat lebih ekonomis.

RESPON HASIL TERHADAP PENGAPURAN % Hasil maks. Y = 100 – b (Kej.Alt – Kej.Ala) % 100 80 60 40 20 00 Rumput gajah Jagung Sorghum 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % kejenuhan Al Sumber: Abruna et al. 1975 Oxisols & Ultisols

Y = 100 – b (Kej.Alt – Kej.Ala) % Keterangan : Y = produksi relatif, b = penurunan Y setiap peningkatan Kej. Al tanah Kej. Alt = kejenuhan Al terukur Kej. Ala = kejenuhan Al ambang Bila Kej. Alt = Kej. Ala , maka Y = 100 % Bila b (Kej.Alt – Kej.Ala) = 100, maka Y = 0 %

Penerapan kapaur Kapur biasanya dibenamkan sedalam 15 cm beberapa hari sebelum tanam. Tanah Oksisol sangat masam yg topsoilnya telah dikapur hingga pH 5.5 , sebagian besar akar jagung tumbuh dalam topsoil. Tingginya kandungan Aldd dalam subsoil mencegah pertumbuhan akar lebih dalam. Penempatan kapur pada lapisan tanah yg lebih dalam mengakibatkan pera-karan tanaman tumbuh lebih dalam dan hasil tanaman lebih baik Deep placement kapur dimungkinkan pada tanah-tanah berpasir yang strukturnya baik.

PENGAPURAN & HASIL JAGUNG Hasil biji , t/ha 6 5 4 3 2 1 Zone pengapuran 0-30 cm Zone pengapuran 0-15 cm 1 2 3 4 5 6 7 Dosis kapur ( ton/ha) Sumber: Gonzales, 1973 Tanah Oxisols

Kation basa dalam tanah yang subur adalah Ca > Mg > K, dan pada harkat di atas sedang Kej. Ca = [(me Ca2+ )/me KTK] x100 Kej. Mg = [(me Mg2+ )/me KTK] x100 Kej. K = [(me K+ )/me KTK] x100 Kejenuhan Ca = 65 -75 % Mg = 10 -15 % K = 2,5-7,0 % Tanah masam dalam loka pertukaran Al3+, H+, Ca2+, Mg2+, K+ Tanah alkalis dalam loka pertukaran Ca2+, Mg2+, K+, Na+ Jones, Jr. (1991)

Efek residu (sisa) kapur Efek residu pengapuran tergantung pada seberapa cepat Ca dan Mg digantukan oleh residu kemasaman dari pupuk nitrogen. 2. Pada tanah Hydrandept Selama lima tahun sejak aplikasi 2 ton kapur/ha ternyata nilai Aldd dalam tanah dipertahankan sekitar 1 meq, semula sebesar 3 m.eq, meskipun sebagian besar Ca++ telah tercuci. Setelah lima tahun efek residu pengapuran lenyap. 3. Pada Oxisol berpasir. Jagung dan kedelai respon positif terhadap kapur enam tahun setelah aplikasi, respon hasil meningkat dg waktu, diduga karena pelarutan partikel kasar kapur.

KELEBIHAN Pemberian KAPUR Kelebihan: penambahan kapur yg mengakibatkan meningkatan pH tanah melebihi yang diperlukan untuk pertumbuhan optimum tanaman. Tanaman akan menderita, terutama pada tahun pertama aplikasi kapur Biasanya terjadi pada tanah berpasir / berdebu yg miskin bahan organik Pengaruh buruk pengapuran yg berlebihan: 1. Kekurangan Fe, Mn, Cu dan Zn 2. Ketersediaan fosfat mungkin menurun karena pembentukkan senyawa kompleks dan tidak larut 3. Serapan fosfat dan penggunaannya dlm metabolisme tanaman dapat terganggu 4. Serapan B dan penggunaannya dapat terganggu 5. Perubahan pH yang terlalu melonjak dapat berpenga-ruh buruk

Apakah KAPUR perlu diberikan? Penggunaan kapur harus didasarkan pada : Kemasaman Tanah dan Kebutuhan Tanaman Apakah KAPUR perlu diberikan? 1. Sebelum mengapur tanah, karakteristik kimia tanah perlu diteliti 2. pH tanah dan Kejenuhan Basa harus ditentukan secara akurat : Lapisan atas dan Lapisan bawah 3. Cara lain adalah menentukan Aldd 4. ………. 1. Kebutuhan kapur untuk tanaman secara umum atau untuk tanaman tertentu 2. Pengelompokkan respon tanaman thd kapur : - Tanaman Senang Pengapuran - Tanaman tidak senang Pengapuran - Tanaman netral

Bentuk KAPUR yg dipakai Lima faktor unt menentukan bentuk kapur : 1. Jaminan mutu kimia bahan kapur 2. Harga bahan 3. Kecepatan reaksi dengan tanah 4. Kehalusan bahan kapur 5. Hal lain-lain (penyimpangan, pembungkusan dsb. Bentuk KAPUR yg dipakai Kecepatan Reaksi: 1. Kapur kaustik (kapur tohor dan tembok) lebih cepat bereaksi dg tanah dp kapur giling 2. Kapur dolomitik bereaksi lebih lambat dp kapur kalsitik 3. Bentuk tepung halus lebih cepat bereaksi dg tanah 4. …. Dll. Pertimbangan biaya: 1. Harga bahan kapur 2. Biaya angkut ke lahan usaha 3. Biaya aplikasi bahan kapur ke lahan usaha 4. ….. dll

Jumlah KAPUR yg diaplikasikan Enam faktor penting unt menentukan jumlah kapur : 1. Karakteristik tanah: Lapisan atas: pH, Aldd, Tekstur & Struktur, BOT Lapisan bawah: pH, Aldd, Tekstur & Struktur 2. Tanaman yg akan ditanam 3. Lamanya pergiliran tanaman 4. Macam bahan kapur dan komposisi kimianya 5. Kehalusan bahan kapur 6. Pengalaman praktis Jumlah KAPUR yg diaplikasikan Karakteristik Tanah : 1. Tekstur dan BOT menentukan besarnya kapasitas jerapan 2. Semakin tinggi Kapasitas jerapan dan Aldd, semakin banyak kapur diperlukan 3. Kemasaman dan Aldd tanah lapisan bawah ikut menentukan jumlah kapur Contoh: Jml kapur giling unt tanah mineral setebal 20 cm seluas 1 ha: Untuk menapai pH Jumlah kapur, ton/ha 5.2 1.2 x me Aldd 5.5 1.5 6.0 2.1

Teknologi Aplikasi KAPUR Cara Aplikasi : 1. Kapur disebar di permukaan tanah yg baru dibajak, kemudian dicampur rata dengan tanah olahan 2. Kapur disebar di permukaan tanah, tanah dibajak (diolah) dan dicampur rata Teknologi Aplikasi KAPUR Waktu Aplikasi : 1. Biasanya sebelum tanam 2. Kapur diberikan bila diperkirakan tidak turun hujan pd saat aplikasi 3. …… 1. Pertanaman tunggal 2. Pertanaman majemuk: Pola pergiliran tanaman Kapur diberikan pd tanaman yg paling memerlukan pengapuran

Perbaikan kandungann C-organik tanah 1. aplikasi pupuk organik (Kompos) 2. Tanaman penutup

Hasil anaisis . A. Kompos limbah nilam No. Parameter Satuan Nilai pengukuran Baku mutu*) Limbah Nilam Kompos Nilam 1. C-organik (%) 38,6 16,4 ≥15 2. Nisbah C/N - 13,3 8,0 √ 15-25 3. Bahan ikutan 8 √ ≤ 2 4. Kadar air 14 √ 44,2 √ 5. Logam berat Hg Pb Cd As ppm 0,0239 0,1693 0,0165 0,3037 0,0348 0,2740 0,0179 0,0596 ≤ 1 ≤ 50 ≤ 10 6. pH 6,8 6,4 4-9 7. Kandungan (N + P2O5 + K2O) (2,9+0,9+0,3) = 4,1 (2,0+0,95+0,1) = 3,05 √ ≥ 4 8. Mikroba kontaminan E. coli Salmonella sp cfu/g ≤ 102 9. Hara mikro Fe Mn Zn Cu B 10.420,00 63,98 23,53 19,28 64,73 21.518,00 82,28 28,49 20,62 122,83 ≤ 9.000 ≤ 5.000 ≤ 2.500 *) = Permentan No. 70/Permentan/SR.140/10/2011

Sifat tanah s. rendah rendah sedang tinggi s. tinggi C-org. (%) < 1 1-2 2-3 3-5 > 5 Mengubah dari 0,5 % C-organik menjadi 2,5 % C-organik dengan pupuk organik yang mengandungan 16,4 % C-organik? Berapa kenutuhan pupuk organik untuk 1 ha? 2 ha? 10 ha

Mengubah kandungan C-organik dari 1,5 menjadi 4,0 % Mengubah kandungan C-organik dari 1,5 menjadi 4,0 %. Berapa kebutuhan PO? Dasar luas tanah? Tidak ketemu! Dasar berat tanah? OK! Berat tanah 1 ha, dengan kedalaman 25 cm, dan BJ isi 1,2 kg/cm3 adalah: 1,2 kg/dm3 x (2,5 dm x 106 dm2) = 3 x 106 kg = 3.000 ton Pematang 5 % = 0,05 x 3000 ton = 150 ton Berat tanah yang dipupuk = 2.850 ton Jadi 1,0 % dari berat tanah = 0,010 x 2.850 ton = 28,5 ton C-organik 2,0 % dari berat tanah = 0,020 x 2.850 ton = 57,0 ton C-organik 2,5 % dari berat tanah = 0,025 x 2.850 ton = 71,3 ton C-organik

2,5 % dari berat tanah = 0,025 x 2.850 ton = 71,3 ton C-organik Bila pupuk organik padat (POP) yang memenuhi permentan mengandung 16 % C-organik, 71,3 ton C-organik dipasok dari berapa ton POP? POP 16 % C-organik  dalam 1 ton POP terdapat 0,16 x 1 ton = 0,16 ton C-organik, maka untuk memenuhi 71,3 ton C-organik dibutuhkan POP adalah: 71,3 ton C-organik/0,16 ton C-organik/ton = (71,3/0,16) x 1 ton = 445,625 ton POP Jadi untuk meningkatkan C-organik dari 1,5 menjadi 4 % dibutuhkan 445,6 ton POP. Dari mana POP? Bila 445,6 diberikan dalam 15 MT , maka setiap MT dibutuhkan 44,56 ton POP. Mustahil tercapai. Terus bagaimana?

Perbaikan kandungan (N + P2O5 + K2O) tanah?

Kebutuhan N, P2O5, dan K2O suatu tanaman padi/ha untuk menghasilkan gabah secara standar masing-masing adalah 100 kg N, 100 kg P2O5, dan 100 kg K2O. Apabila kandungan N, P2O5, dan K2O POP masing-masing adalah 1,5 %, maka Dalam 1 ton POP ada 0,015 x 1.000 kg N = 15 kg N 0,015 x 1000 kg P2O5 = 15 kg P2O5 0,015 x 1.000 kg K2O = 15 kg K2O Maka kebutuhan 100 kg N dipasok dari (100/15) x 1 ton = 6,67 ton POP 100 kg P2O5 dipasol dari (100/15) x 1 ton = 6,67 ton POP 100 kg K2O dipasol dari (100/15) x 1 ton = 6,67 ton POP Jadi kebutuhan tanaman padi untuk menghasilkan gabah secara standar adalah 6,67 ton POP/ha ( : : 1,0672 ton C-organik) Bandingkan dengan cara perbaikan kandungan C-organik tanah. 6,67 ton  445,6 ton.

Peningkatan kandungan P-tsd tanah

0,1 ppm P dinaikkan menjadi 25 ppm 1. Dengan SP36 Sifat tanah s. rendah rendah sedang tinggi s. tinggi P-Bray I (ppm P2O5) < 10 10-15 16-25 26-35 > 35 P-total P-tersedia (ppm) 32,6 0,10 Sangat rendah 0,1 ppm P dinaikkan menjadi 25 ppm 1. Dengan SP36 2. Dengan Ponska (15 % N:15 % P2O5 :15 % K2O:10 % S) 3. Dengan Kompos

Peningkatan kandungan K-tsd tanah

Meningkatkan dari 0,07 menjadi 0,5 (cmol(+) K/kg) Sifat tanah s. rendah rendah sedang tinggi s. tinggi Kation basa (cmol(+)/kg) K <0,1 0,1-0,2 0,3-0,5 0,6-1,0 >1,0 5. Kation basa (cmol (+)/kg) K 0,07 Sangat rendah Meningkatkan dari 0,07 menjadi 0,5 (cmol(+) K/kg) Dengan pupuk KCl ( 60 % K2O) Berapa kebutuhan KCl untuk 1 ha? 10 ha? 100 ha?

Menurunkan Kejenuhan Al

HUBUNGAN pH dan KEJENUHAN Al pH tanah 5.4 5.1 4.8 4.5 4.2 3.9 Sumber: Abruna et al. 1975 Ultisols & Oxisols 10 20 30 40 50 60 70 % kejenuhan Al

Pengaruh pH tanah terhadap kandungan Al terekstraks KCl dan CuCl2 Pengaruh Fisik: - Membantu granulasi - agregasi - Memperbaiki struktur tanah - Tata Udara (Aerasi) - Tata Air / Pergerakan air Pengaruh pH tanah terhadap kandungan Al terekstraks KCl dan CuCl2 Sumber: Rotation and Tillage Affects on Soil Organic Carbon and Management of No-Till Acid Soils. Chad Godsey, Gary Pierzynski, David Mengel, and Ray Lamond. The 18th World Congress of Soil Science (July 9-15, 2006)

Sifat tanah s. rendah rendah sedang tinggi s. tinggi Kej. Al (%) <10 10-20 21-30 31-60 >60 Al-dd (cmol (+)/kg 1,6 tinggi 5. KTK tanah (cmol (+)/kg KTK efektif (cmol (+)/kg 11,35 4,04 Rendah - 7. Kejenuhan Al (%) 34,65 Menurunkan 34,65 % menjadi 10 % Dengan Kapur Berapa kebutuhan kapur?

JENIS TANAMAN yg SESUAI TANAH MASAM dg KEBUTUHAN KAPUR MINIMUM Kebutuhan Kejenuhan Al pH Varietas tnm yg toleran kapur (%) (t/ha) 0.25 - 0.5 68 - 75 4.5 - 4.7 Gogo, ubikayu, mangga, mente Jeruk, Nanas, Desmodium, Cen- trosema, Paspalum 0.5 - 1.0 45 - 58 4.7 - 5.0 Cowpea, Plantain 1.0 - 2.0 31 - 45 5.0-5.3 Jagung, Black bean Sumber: Spain et al. 1975

BAHAN ORGANIK TANAH

5.0. Komponen Tanah Komponen tanah (secara statis) Tanah  benda 3 dimensi, berpori,  wujudnya benda padat Benda padat terbagi dalam benda cair dan gas Benda gas terbagi dalam benda padat dan cair Benda cair terbagi dalam benda padat dan gas Bhn. organik 12% (v/v) Bhn. Mineral 38% (v/v) Bhn. organik 12% (v/v) Bhn. Mineral 38% (v/v) Bhn. Mineral 38% (v/v) Bhn. organik 12% (v/v) Bhn. Mineral Bhn. Mineral Udara tanah 15 % Larutan tanah 15 % Udara tanah 35 % Udara tanah 50 % Larutan tanah 35 % Kapasitas lapangan Titik layu tetap Kering

5.1. Pengertian Bahan Organik Tanah… Bahan organik adalah senyawa karbon yang dihasilkan dari metabolisme, kecuali CO2, misalnya karbohidrat, lemak, protein, asam asam organik (?), selulosa, lignin, lilin, dll.. Bahan organik tanah adalah sisa tanaman dan atau hewan yang telah mengalami perombakan dan resintesis dalam tanah Bahan organik tanah = Humus, yaitu semua senyawa organik yang ada di dalam tanah, kecuali jaringan tanaman dan hewan (sisa organik yang segar), terrombak sebagian, dan biomasa tanah (Stevenson, 1982). Biomasa tanah adalah bahan organik yang ada dalam jaringan mikroba hidup

Penilaian kandungan bahan organik tanah  % C-org. tanah Sifat tanah s. rendah rendah sedang tinggi s. tinggi C-org. (%) <1 1-2 2-3 3-5 >5 N-tot (%) <0,1 0,1-0,2 0,21-0,50 0,51-0,75 >0,75 C/N <5 5-10 11-15 16-25 >25 P2O5,-tot. (mg/100g) <10 10-20 21-40 41-60 >60 P-Bray I (ppm P2O5) 10-15 26-35 >35 P-Olsen (ppm P) 10-25 26-45 10-18 46-60 18-25 KTK (cmol/kg) 5-16 17-24 24-40 >40

Kandungan bahan organik tanah Kandungan BOT dinyatakan 0,5 – 6 % C-organik Tanah –tanah tropika 0,5-2 % C-organik Tanah sub-tropika (Mollisols) 4 % C-organik Tanah organik (organosol = histosol = gambut) 0 % liat, dan C-organik 12 % (BOT 20 %) 60 % liat, dan C-organik 18 % (BOT 30 %) Tanah-tanah yang berkelanjutan kandunga n C-org. ≥ 2,5 % BOT = % C-org. x 1,72 Kandungan 1 % C-org tanah /ha = 2,2-2,4 x 106 kg x 0,01 = 22-24 ton C-org :: 183,3 ton ppk org.. Tanah 2,5 % C-org = 55 – 60 ton C-org . == 458,3 -500 ton pupuk org. Kandungan bahan organik tanah

5.2. Komposisi BOT Atas dasar senyawa BOT (humus) adalah senyawa komplek yang terdiri atas : a. senyawa humat -senyawa berat molekul tinggi, coklat-hitam yang merupakan reaksi sintetis sekunder. -humin, asam humat, asam fulfat, dan asam hematomelanat b. senyawa non humat - senyawa hasil reaksi sintetis sekunder - asam amino, karbohidrat, lemak, lilin, resin, dan asam-asam organik Atas dasar unsur kimia (Kononova 1966) C H O N (%) Bahan organik tanah 52-58 34-39 3,3-4,8 3,7-4,1

. 5.3. Pembentukannya Sisa tanaman dan atau hewan Alih bentuk (transformasion) oleh mikroba Lignin ubahan Gula Polifenol Senyawa amino Produk Perombakan lignin Quinon Quinon 1 3 2 4 Senyawa humat

Struktur asam humat

Reaksi dekomposisi bahan organik ber-N Pengaminaan (aminasi ) = (amination) NH2 NH2 Protein  R-C-OOH + R-NH2 + C=O + Energi H NH2 Pengamoniakan (amonifikasi) = (ammonification) R-NH2 + H2O --- R-OH + NH3 + Energi NH3 + H2CO3 === (NH4)2CO3 == NH4+ + CO3= NH3 + H2O === NH4+ + OH- Penitratan (nitrifikasi) 2NH4+ + 3O2 --------------- 2NO2- + 2H2O + 4H+ Nitrosomonas 2NO2- + O2 ---------------- NO3 - + energi Nitrobakter Reaksi bersih NH4+ + 2O2  NO3- + H2O + 2H+

5.4. Karakteristik Humus 1. Ukuran koloid ( 1nm-10 µm)  luas permukaan jenisnya besar 2. Berwarna gelap (dark) coklat- hitam 3. Daya jerap air tinggi bisa 20 x berat humus 4. Kuat berikatan dengan liat 5. KTK tinggi (300-1400 cmol(+)/kg)  tergantung pH 6. Tidak larut dalam air 7. Berkemampuan mengkelasi logam Cu, Mn, Zn, dan kation polivalent lainnya 8. Menyangga pH tanah 9. Bila terdekomposisi melepaskan CO2, NH4+, NO3-, PO43-, dan SO4 2-, serta mikrohara 10. Bisa berikatan dengan senyawa organik lainnya (Stevenson, 1982)

Faktor penentu kandungan BOT 1. Faktor lingkungan dan BOT = f (ikl., org., bi., rel., w.) iklim  CH org.  sumber BOT bi. = sumber hara asli rel. = menentukan iklim dan bi. 2. Faktor dalam tanah Tekstur tanah Liat meningkat , maka kadar BOT meningkat Drainase tanah drainase buruk  dekomp. bahan oragnik rendah, maka BOT tanah naik.

5.5. Pengaruh BOT terhadap sifat tanah BOT memengaruhi pertumbuhan tanaman lewat daya pengaruhnya terhadap sifat kimia, fisik dan biologi tanah Sifat kimia tanah Meningkatkan KTK tanah Memasok hara N, P, S, mikrohara Melepaskan hara dari mineral tanah mengkelasi logam, oksida dan hidroksida logam yang meracuni tanaman

5.5. Pengaruh BOT terhadap sifat tanah …. Sifat fisik tanah menggelapkan warna tanah meningkatkan daya menyimpan air tanah merangsang agregasi tanah dan memantapkan agregat memperbaiki keterolahan, aerasi, permeabilitas tanah Sifat biologi tanah meningkatkan jumlah mikroba dalam tanah meningkatkan kegiatan mikroba

5.6. Usaha memertahankan dan meningkatkan kandungan BOT 1. Pengembalian sisa tanaman secara intensif 2. Penambahan dari luar dalam bentuk bahan dan atau pupuk organik 3. Tindakan yang berhubungan dengan usaha pence- gahan erosi  penghijauan, penutup tanah, pergiliran tanaman, penerasan

Terimakasih