Kesuburan Tanah

Hubungan Tanah-Tanaman

Hubungan Tanah-Tanaman Tanaman menyerap kation dan anion dari larutan tanah dan melepaskan ion-ion seperti H+, OH-, dan HCO3- (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 O2 dan mengeluarkan CO2 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 pH larutan tanah  muatan tidak tergantung pH / muatan permanen) Ikatan-ikatan yang patah pada mineral liat dan senyawa organik (muatan yang dihasilkan dipengaruhi oleh pH larutan tanah  muatan tergantung pH)

Sifat-Sifat Jerapan Tanah Muatan permanen akibat substitusi isomorf Muatan tergantung pH: Muatan negatif pada ujung/permukaan mineral liat yang patah SiOH AlOH SiOH AlO OH- H+ + H2O

Sifat-Sifat Jerapan Tanah Muatan negatif pada humus akibat disosiasi grup karboksil dan hidroksil fenolik OH- H+ COOH COO- + H2O OH- H+ COH CO- + H2O

Sifat-Sifat Jerapan Tanah Muatan negatif dan positif pada oksida-hidroksida Al dan Fe OH- H+ FeOH + H2O FeO- OH- H+ FeOH2+ FeOH + H2O

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 Ca2+ Massa ekuivalen Al3+

KTK Penggunaan ekuivalen (eq) untuk menyatakan konsentrasi/jumlah hara lebih memudahkan perhitungan untuk pertukaran kation dan reaksi pertukaran Contoh; setiap Ca2+ dapat menggantikan 2 kation K+, tapi 1 eq Ca2+ menggantikan 1 eq K+ atau 1 eq ion lainnya

KTK CaCO3 + 2HCl  Ca2+ + 2Cl- + H2O + CO2 Karena 1 mol CaCO3 menetralkan 2 mol HCl maka massa ekuivalen CaCO3 adalah: Kecuali Al3+, kebanyakan kation-kation yang dapat dipertukarkan termasuk hara tanaman

KTK Kation-kation utama dalam tanah asam adalah Al3+, H+, Ca2+, Mg2+, K+, dan sedikit Na+ Kation-kation utama dalam tanah netral atau basa/alkalin adalah Ca2+, Mg2+, K+, Na+, dan sedikit Al3+ Kekuatan jerapan kation tergantung pada muatan dan ukuran jari-jari atom/molekul terhidrasi

KTK Untuk kebanyakan mineral, kekuatan jerapan sebagai berikut: Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ = NH4+ > Na+ Kekuatan jerapan H+ antara Al3+ dan Ca2+ 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 (Ca2+, Mg2+, K+, dan Na+) Contoh: KTK 15 meq/100 g dan total kation-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 pH tanah dimana persentase KB meningkat maka pH tanah juga meningkat

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

Kejenuhan Basa CaCO3 yang dibutuhkan = 5 meq CaCO3/100 g x 50 mg CaCO3/meq atau 250 mg CaCO3/100 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 pH tanah turun Kekuatan jerapan anion adalah sbb: H2PO4- > SO42- > NO3- = 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