DASAR-DASAR ILMU TANAH UNIVERSITAS SWADAYA GUNUNG JATI CIREBON OLEH : WIJAYA FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SWADAYA GUNUNG JATI CIREBON 2009

V. SIFAT KIMIA TANAH 5.1 Koloid Tanah Koloid tanah adalah partikel atau zarah tanah terkecil yang berukuran kurang dari 1 mikron (1  = 0,001 mm) Koloid tanah dibedakan menjadi koloid anorganik (koloid mineral) dan koloid organik. Koloid mineral terutama terdiri dari liat silikat, hidrus oksida aluminium (Al2O3. nH2O) dan hidrus oksida besi (Fe2O3. nH2O) Koloid organik yaitu humus Koloid Liat dan Humus membentuk komplek liat-humus.

V. SIFAT KIMIA TANAH 1. Liat Silikat Liat berstruktur laminer yang terdiri dari lempeng-lempeng atau serpih, yang saling melekat dengan kekuatan yang berbeda-beda, tergantung dari macam koloidnya. Liat mempunyai dua permukaan, yaitu permukaan luar dan permukaan dalam. Permukaan dalam terletak diantara dua lempeng yang berikatan. Peranan Liat :  Menjerap Air  Menjerap dan Mempertukarkan ion

V. SIFAT KIMIA TANAH 1. Liat Silikat Sifat dan Ciri Liat Silikat:  Berbentuk kristal,  Mengalami substitusi isomorfik,  Bermuatan negatif, sebagian kecil bermuatan positif,  Mempunyai permukaan yang luas  Merupakan suatu garam yang bersifat masam Penggolongan Liat Silikat Berdasarkan Sifatnya :  Kristalin 1. Tipe 1 : 1 = Kaolinit, Haloisit 2. Tipe 2 : 1 = Montmorilonit, Illit, Vermikulit 3. Tipe 2 : 2 = Clorit  Non Kristalin (Amorf) : Alofan dan Imogolit

V. SIFAT KIMIA TANAH Liat Silikat Tipe 1 : 1

V. SIFAT KIMIA TANAH Liat Silikat Tipe 2 : 1

Montmorilonit, Vermikulit V. SIFAT KIMIA TANAH Ciri-ciri Tipe 1 : 1 Tipe 2 : 1 Mengembang Kaku Anggota Kaolinit, Haloisit Montmorilonit, Vermikulit Illit Struktur Kisi kaku Mengembang mengerut Kohesi & Plastisitas Rendah Tinggi Sedang Luas Permukaan Luar Luas Permukaan Dalam Tidak ada Permukaan spesifik (m2/g) 5 – 20 700 – 800 100 – 200 KTK (me/100 g) 3 – 15 80 – 100 15 – 40 Peak 7,2 Å 18 Å, 14 Å 10 Å Substitusi Isomorfik Al untuk Si ; Mg, Fe, Mn untuk Al Al untuk Si

V. SIFAT KIMIA TANAH 2. Hidrus Oksida Fe dan Al Hidrus oksida besi dan aluminium dapat terbentuk baik dari mineral primer maupun sekunder. Latosol ; Oxisol Grumosol ; Vertisol Tidak Plastis, Tidak Lengket, Kohesif Rendah Kaolinit Hidrus Oksida Plastis, Lengket, Kohesif Montmorilonit Fisik Baik Kimia Jelek Fisik Jelek Kimia Baik

V. SIFAT KIMIA TANAH 2. Hidrus Oksida Fe dan Al Jenis mineral liat hidrus oksida yang sering ditemukan yaitu Gibsit (Al2O3), Hematit (Fe2O3), Goethit (Fe2O3.H2O) dan Limonit (Fe2O3.3H2O). Liat hidrus oksida besi dan aluminium sering bermuatan positif dan dapat memfiksasi fosfor (P) dengan kuat melalui pertukaran anion sebagai berikut : Al (OH)3  Al (OH)2+ + OH– Al (OH)2+ + H2PO4–  Al (OH)2.H2PO4

3. Koloid Organik (Humus) V. SIFAT KIMIA TANAH 3. Koloid Organik (Humus) Humus adalah senyawa rumit yang tahan lapuk, berwarna coklat, amorf, bersifat koloidal dan berasal dari jaringan tumbuhan dan hewan yang telah diubah atau dibentuk oleh berbagai jasad mikro. Humus akan menyebabkan warna tanah menjadi hitam, plastisitas tanah yang rendah, kohesi yang rendah, dan kapasitas menahan air yang tinggi. Humus terdiri dari C, H, O, berbeda dengan liat terdiri dari Si, Al dan O. Daya jerap kation humus jauh melebihi liat. Koloid humus tidak kristalin. Humus tidak semantap liat,

V. SIFAT KIMIA TANAH 5.2 Muatan Koloid Koloid umumnya bermuatan negatif . Jenis Muatan : 1. Muatan Tergantung pH  Pinggiran kristal yang patah pada liat  Disosiasi H+ dari hidroksil fenolik dan karboksil 2. Muatan Tetap Substitusi isomorfik

Pinggiran Kristal yang Patah V. SIFAT KIMIA TANAH 1. Muatan Tergantung pH Pinggiran Kristal yang Patah

V. SIFAT KIMIA TANAH 2. Muatan Tetap Substitusi Isomorfik = Penggantian suatu ion oleh ion lain yang mempunyai jari-jari ion relatif sama tetapi mempunyai muatan yang lebih rendah, sehingga tidak merubah bentuk. O– – Si+ + + + O– – O– – Al + + + O– – Tanpa muatan pada Si tetrahedron Si diganti oleh Al , timbul satu muatan (–)

V. SIFAT KIMIA TANAH 5.3 Pertukaran Kation Kation Ion Positif Anion Ion Negatif Cl–, NO3–, PO4+3, SO4–2, Asam H+ , Al+3 Basa K+, Na+, NH4+, Ca+2, Mg+2

V. SIFAT KIMIA TANAH 5.3 Pertukaran Kation Tanaman K+, Na+, NH4+, Ca+2, Mg+2, H+, Al+3 Larutan Tanah K+, Na+, NH4+, Ca+2, Mg+2, H+, Al+3 Koloid  Pertukaran Kation : atas dasar ekivalensi

Ekivalensi Pertukaran Kation V. SIFAT KIMIA TANAH Ekivalensi Pertukaran Kation Bobot Atom Gram ekivalen = Valensi Bobot Atom Ca 40 1 me Ca = = = 20 mg Ca Valensi Ca 2  1 me Ca = 1 me Mg  20 mg Ca = 12 mg Mg

5.4 Kapasitas Tukar Kation (KTK) V. SIFAT KIMIA TANAH 5.4 Kapasitas Tukar Kation (KTK) KTK (me / 100 g tanah) adalah banyaknya kation-kation (kation asam dan basa) yang dapat dijerap oleh tanah tiap satuan bobot tanah. NTK (me / 100 g tanah) adalah banyaknya kation-kation basa yang dapat dijerap oleh tanah tiap satuan bobot tanah. KTK dipengaruhi oleh :  Jumlah Koloid,  Jenis Koloid,  Tesktur.

Penentuan Kapasitas Tukar Kation (KTK) V. SIFAT KIMIA TANAH Penentuan Kapasitas Tukar Kation (KTK) KTK di laboratorium ditentukan berdasarkan pH larutan yang di buffer (karena adanya muatan tergantung pH), yaitu larutan :  NH4OAc pada pH 7,  KCl 1 N pada pH Lapang (tanpa buffer),  BaCl2 + TEA (Trietanolamin) pH 8,2

V. SIFAT KIMIA TANAH 5.4 Kejenuhan Basa (KB) NTK KB = x 100 % KTK Bila KB = 80 %, artinya 80 % dari seluruh KTK tanah ditempati oleh kation basa dan 20 % oleh kation asam. Kation-kation basa umumnya merupakan unsur hara yang diperlukan oleh tanaman. Basa-basa umumnya mudah tercuci, sehingga tanah dengan kejenuhan basa tinggi menunjukkan tanah tersebut belum banyak mengalami pencucian dan merupakan tanah yang subur.

V. SIFAT KIMIA TANAH 5.5 pH Tanah  pH tanah menunjukkan konsentrasi ion hidrogen dalam tanah. Semakin tinggi konsentrasi ion H, semakin masam sifat tanah tersebut. pH = – Log [ H+] pH = 0 14 Masam Netral Basa

V. SIFAT KIMIA TANAH Hubungan pH Tanah Dengan Ketersediaan Hara

Sumber Kemasaman Tanah V. SIFAT KIMIA TANAH Sumber Kemasaman Tanah Sumber kemasaman tanah :  ion H,  Ion Al yang dalam reaksinya akan menyumbangkan ion H. Al+3 + H2O  Al(OH)+2 + H+ Al(OH)+2 + H2O  Al(OH)2+ + H+ Al(OH)+ + H2O  Al(OH)3 + H+ Gibsit

V. SIFAT KIMIA TANAH Jenis Kemasaman Tanah  Kemasaman Aktif : Ion H dan Ion Al Dalam Larutan Tanah. Kemasaman Pasif (Kemasaman Potensial) : Ion H dan Ion Al pada Koloid Tanah. Kemasaman Aktif Kemasaman Potensial Air dalam pipa

V. SIFAT KIMIA TANAH Pengapuran Tanah : 1. Jenis-jenis Kapur Pertanian a. Kapur Karbonat  Dari penggilingan batu kapur  Kalsit (CaCO3) dan Dolomit (Ca.Mg(CO3)2 b. Kapur Tohor (kapur Oksida)  Dari pembakaran batu kapur  Kalsium Oksida (CaO) c. Kapur Hidroksida (Kapur Tembok)  Dari pemberian air pada kapur oksida  Kalsium Hidroksida (Ca(OH)2)

V. SIFAT KIMIA TANAH Kapur karbonat Giling Bakar Batu Kapur Bakar Kapur oksida +Air Kapur hidroksida

V. SIFAT KIMIA TANAH Pengapuran Tanah : 2. Peranan Kapur Pertanian a. Perbaikan Sifat Fisik Tanah  Granulasi : Kemantapan Struktur Tanah b. Perbaikan Sifat Kimia Tanah  Sumber hara Ca dan Mg  Meingkatkan KTK, pH  ketersediaan hara lain  Menghilangkan pengaruh buruk unsur mikro c. Perbaikan Biologi Tanah  Sumber hara Ca dan Mg  Meingkatkan aktivitas biologi tanah

V. SIFAT KIMIA TANAH Pengapuran Tanah : 3. Pengaruh Buruk Kapur Pertanian  Over liming : Unsur mikro dan P Tidak tersedia 4. Ukuran Kapur Pertanian  50 % melalui saringan 20 mesh, 100 % melalui saringan 60 mesh 5. Kebutuhan Kapur Pertanian  1 sampai 1,5 kali Al-dd

Perhitungan Kebutuhan Kapur : V. SIFAT KIMIA TANAH Perhitungan Kebutuhan Kapur : Misal Kandungan Al-dd tanah = 2 me/100 g.  Kebutuhan Kapur = 1 kali Al-dd = 2 me Ca/100 g tanah atau tiap 100 g tanah perlu 2 me Ca = 40 mg Ca  Bobot tanah 1 ha, tebal 20 cm, bobot isi 1,2 g/cm3 = 2.400.000 kg = 2,4 x 109 g 2,4 x 109 g  Kebtuhan Ca = x 40 mg = 96 x 107 mg 100 g  Kebutuhan Ca = 960 kg atau CaCO3 = 2,4 ton