SIFAT KIMIA TANAH : BAHAN ORGANIK TANAH PERTEMUAN KE 6 ILMU TANAH PMP 2113 SIFAT KIMIA TANAH : BAHAN ORGANIK TANAH SETYA WIDI AYUNING P., S.Pi, MP

LITERATUR Tan Kim Howard. 1982. Principles of Soil Chemistry. Mercel Dekker. Inc. New York H.L. Bohn., B. L. McNeal., and G.A O’Connor. 1979. Soil Chemistry. John Willey&Sons D.L. Sparks. 1995. Environmental Soil Chemistry. Academic Press. San Diego H. D. Foth. 1984. Fundamental of Soil Science. John Willey&Sons

PENDAHULUAN Merupakan salah satu komponen tanah yg sangat penting bagi ekosistem tanah Merupakan sumber (source) dan pengikat (sink) hara dan sebagai substrat bagi mikroba tanah Kumpulan beragam senyawa organik komplek yg sedang atau telah mengalami proses dekomposisi baik hasil dari proses huminifikasi maupun dari hasil proses mineralisasi

DEFINISI KELOMPOK BAHAN ORGANIK TANAH : Bahan yg telah terhumifikasi sbg Humic Substances HUMUS : Merupakan hasil akhir dr proses dekomposisi BO yg bersifat stabil dan tahan terhadap proses biodegradasi Terdiri dari fraksi asam humat, asam fulfat dan humin. Humus menyusun 90% bag bahan BO Bahan yg tdk terhumifikasi sbg Non-Humic Substances Meliputi senyawa-senyawa organik sprt karbohidrat, asam amino, peptida, lemak, lilin, lignin, asam nukleat & protein

KOMPOSISI BAHAN ORGANIK TANAH

KOMPOSISI BAHAN ORGANIK TANAH Komposisi biokimiawi: 75%air dan 25% biomas kering Komposisi kimiawi: 44%C; 8%H; 40%O dan 8% mineral Dimana : Biomas kering terdiri dari : 60%KH 1-5% gula dan pati 10-30% hemiseluluse 20-50% seluluse 10-30% lignin 10% protein 1-8% lemak, lilin, dan tanin

PERANAN BAHAN ORGANIK Bahan organik berperan secara fisik, kimia maupun biologis terhadap tanah sehingga dpt menentukan kesuburan tanah : Secara Fisik : Mempengaruhi warna tanah coklat-hitam Merangsang granulasi Menurunkan plastisitas & kohesi tanah Memperbaiki struktur tanah Meningkatkan daya tahan air Meningkatkan kelembaban dan temperatur tanah mempengaruhi proses mineralisasi

PERANAN BAHAN ORGANIK Secara Kimia Melalui mineralisasi menyumbangkan unsur hara tersedia Sejumlah hara tersedia akan diakumulasikan ke dlm sel-sel mikroba dan akan dimineralisasi kembali Pengikat unsur beracun pd tanah masam BO dpt membentuk senyawa kompleks dgn unsur-unsur hara mikro shg mencegah terjadinya pelindian (leachability) BO jg mampu melepaskan P yg disemat olh oksida-oksida (Fe & Al) dlm tanah BOT dpt meningkatkan KTK >2-30x drpd koloid mineral yg meliputi 30-90% dari tenaga jerap suatu tanah mineral

PERANAN BAHAN ORGANIK Secara Biologi Pemacu aktivitas organisme tanah Hasil-hasil sederhana yg dihasilkan dr aktivitas MO tanah Karbon : CO2, CO3=, HCO3- CH4, karbon elementer Nitrogen : NH4+, NO2-, NO3-, gas N2 Sulfur : S, H2S, SO3=, SO4=, CS2 Fosfor : H2PO4-, HPO4= Lain-lain : H2O, O2, H2, H+, OH-, K+, Ca2+, Mg2+ dll

FAKTOR PENGARUH BOT Faktor yg mempengaruhi bahan organik tanah : Curah Hujan : pelapukan, perlindian & pengembangan tanah Vegetasi Topografi Waktu bahan induk Pertanaman Sumber & susunan BO Kelancaran dekomposisi

PROSES DEKOMPOSISI BOT Fase perombakan BO segar (fragmentasi) Fase Perombakan Lanjutan (melibatkan enzim MO tanah), dibagi beberapa tahapan : Tahap awal : Dicirikan olh kehilangan scr cpt bhn-bhn yg mudah terdekomposisi sbg akibat pemanfaatan BO sbg sumber energi MO (terutama bakteri). Dihasilkan sjmlah senyw sampingan sprt: NH3 , H2S , CO2 & Asm Organik

PROSES DEKOMPOSISI BOT Tahap tengah : Terbentuk snyw organik tengahan & biomassa baru Tahap akhir : Dicirikan olh terjadinya dekomposisi scr berangsur bagi jaringan tmbhn/hewan yg lebih resisten (mis. Lignin). Fase perombakan & sintesis ulang senyawa-senyawa organik

URUTAN PEROMBAKAN KOMPONEN BOT Gula, pati, protein-protein yg larut dlm air Protein kasar Hemicelulose Celulose Minyak, lemak, lignin dan lilin

FRAKSIONASI BOT

HUMUS campuran senyawa yg kompleks (tersusun oleh asam humat, as fulfat, ligno protein dll) mempunyai sifat agak/cukup resisten (tahan) thd perombakan jasad renik (mikroorganisme) bersifat amorf (tak mempunyai bentuk tertentu) berwarna coklat-hitam bersifat koloid (<1 µm, bermuatan), berasal dari proses humifikasi bahan organik oleh mikroba tanah

HUMUS Terdiri dari 2 senyawa utama : Substansi non humus (mis. Lipid, asam amino & karbohidrat) Substansi humus : Merupakan senyawa amorf dgn berat molekul tinggi, hasil pembentukan kedua dari dekomposisi

SUBSTANSI HUMUS Humic Acid : dpt diekstraksi dgn basa kuat, garam netral, tdk larut dlm asam ; mengandung gugus fungsional asam sprt fenolik dan karboxylic; aktif dlm reaksi kimia; BM 20.000-1.360.000 Fulvic Acid : dpt diekstraksi dgn basa kuat (mengandung gugus fungsional asam); larut dalam asam (mengandung gugus fungsional basa); aktif dlm reaksi kimia Humin : tdk larut dlm asam&basa; BM terbesar; tdk aktif dlm reaksi kimia

SUBSTANSI HUMUS

KUALITAS BOT PARAMETER KUALITAS (Mudah Terdekomposisi) C/N : < 20 Cepat Terdekomposisi: Penyedia hara tanaman, segera Kontribusi ke BOT kurang PARAMETER KUALITAS (Mudah Terdekomposisi) C/N : < 20 N : Lignin : < 9% Polifenol : < 4% Kompartemen BO Lambat Terdekomposisi: Kontribusi BOT Cadangan hara jangka panjang

KARAKTERISTIK BOT Karakterisasi bahan organik tanah dapat dilakukan melalui berbagai cara, di antaranya : Analisis kimia: total C dan total N (metode termudah) Fraksionasi fisik: berdasarkan ukuran dan berat jenis Penggunaan isotop: 13C (isotop stabil, bukan radioaktif) dan 14C (radioaktif)

KARAKTERISTIK BOT : A. METODE KIMIA dapat mendeteksi asam humik dan fulvik, tetapi kurang akurat. analisis secara kimia, kandungan aromatik dalam humat dinyatakan sekitar 50%, NMR (nuclear magnetic resonance) dan pirolisis gas kromatografi-spektroskopi massa, kandungan aromatik tersebut < 50%. bahan organik tanah harus dipisahkan dari matrik koloid mineral (liat) dan seskuioksida, serta didispersi dalam larutan (dengan NaOH atau Na4P2O7). Bahan yang terdispersi dipresipitasi pada nilai pH masam disebut asam humik, sedangkan bahan yang tetap dalam larutan disebut asam fulvik

C-ORGANIK merupakan akumulasi dari sisa tanaman maupun hewan yang sebagian telah mengalami pelapukan dan pembentukan kembali Umumnya pada tanah yang subur kandungan C-organik sebesar 4-5% dari total berat tanah Karbon adalah komponen utama dari bahan organik. Pengukuran C-organik secara tidak langsung dapat menentukan bahan organik melalui penggunaan faktor koreksi tertentu (1,724) C-organik tanah sangat mempengaruhi tinggi rendahnya kapasitas tukar kation. Sekitar setengah nilai KTK tanah berasal dari bahan organik

KARAKTERISTIK BOT : B. METODE FISIK (FRAKSIONASI FISIK) Pada prinsipnya pemisahan bahan organik dengan partikel tanah. berdasarkan berat jenis partikel: dilakukan dengan menggunakan bahan suspensi silikat LUDOX yang mempunyai berat jenis (BJ) 1,8 g/cm3 dan dapat dibedakan menjadi: fraksi ringan, merupakan bahan yang telah atau hanya sebagian terdekomposisi, BJ <1,13 g/cm3 fraksi sedang: sebagian terdiri dari humus, BJ 1,13-1,37 g/cm3 fraksi berat: bahan organik yang terjerap oleh partikel liat dalam bentuk organo mineral, bersifat amorf, BJ >1,37 g/cm3

KARAKTERISTIK BOT : B. METODE FISIK (FRAKSIONASI FISIK) berdasarkan ukuran partikel menentukan jumlah absolut dan proporsi relatif C dan N dari partikel organik dalam tanah. Fraksi bahan organik tanah berukuran pasir (50 m-2,0 mm) biasanya lebih labil daripada bahan organik tanah berukuran liat atau debu Bahan organik tanah yang mempunyai ukuran pasir disebut dengan bahan organik berukuran partikel (Particulate Organic Matter = POM)

KARAKTERISTIK BOT : C. TEKNIK RADIOISOTOP dengan radioisotop 14C, dapat merunut (tracing) umur bahan organik tanah dengan isotop stabil 13C dapat membedakan asal bahan organik tanah, dari tanaman bertipe C3 atau C4 (rantai fotosintesis): contoh tipe C3 adalah tanaman hutan, pohon leguminosa; tipe C4: tebu, jagung

TERIMA KASIH