bahan kajian mk. manajemen kesuburan tanah karakteristik kimia tanah marno.lecture.ub.ac.id

BAHAN KAJIANMK. MANAJEMEN KESUBURAN TANAH

KARAKTERISTIKKIMIA TANAH

www.marno.lecture.ub.ac.id

Review Satuan (Unit)

“mole” menyatakan jumlah unsur atau senyawa yang mengandung atom atau molekul sebanyak bilangan

Avogadro (6.023x10-23)

1. ppm = tidak lazim pada kebanyakan journal saat ini, lazimnya disebut dengan : mg kg-1, mg L-1

2. Molarity (Moles L-1; M) (sangat populer)3. Molality (Moles kg-1; m) (jarang dipakai)4. Gram Equivalents (moles muatan, equivalents, eq L-1

dalam larutan, meq 100g-1 dalam unit lama, molc L-1 atau cmolc kg-1 dalam unit SI yang baru)

Molar dan bobot ekuivalen (molc) kation pada tapak pertukaran tanah

______________________________________________ Valensi

Bobot Molar Bobot ekuivalen

g mole-1 g molc-1

______________________________________________Ca2+ 2

40.08 20.04Mg2+ 2

24.31 12.155K+ 1

39.10 39.10Na+ 1

22.99 22.99Al3+* 3

26.98 8.99H+ 1

1.01 1.01

*dapat juga ditulis sebagai valensi -1, +1, atau +2 tergantung pada pH. Seringkali diberi notasi Aln+

Menghitung konsentrasi kation-tukar berdasarkan muatan

Banyak laboratorium masih melaporkan konsnetrasi tanah dalam satuan ppm, yang sebenarnya adalah mg kg-1

Untuk mengubah ini menjadi satuan-satuan muatan (millimoles muatan per kilogram):

Y mmolc kg-1 = (X mg kg-1)/bobot ekuivalen

Untuk mengkonversi menjadi satuan-satuan yg lazim centimoles muatan per kilogram:

cmolc kg-1 = (mmolc kg-1 )/10

Misalnya: 300 ppm Ca:

Y mmolc kg-1 = [(300 mg kg-1)/20.04] = 14.7 mmolc kg-1

cmolc kg-1 = (14.7)/10 = 1.47 cmolc kg-1

Menghitung konsentrasi kation-tukar berdasarkan muatan

• Normality (Molc L-1; N)

Awalan m = milli atau 0.001, micro = μ, or 0.0000001K = kilo, or 1,000 M = mega, or 1,000,000

mislanya 1,000 mg = 1 g; 1,000,000 μg = 1 g1 kg = 1,000 g; 1 Mg = 1,000,000 g

Review Satuan (Unit)

Sifat Kimia Tanah yang mendasar

1. Total C: organic matter + carbonates (normally in units of %, mg g-1, or g kg-1)

2. Total N: mostly organic (normally in units of %, mg g-1, or g kg-

1)3. C:N Ratio: Faktor utama yg mempengaruhi ketersediaan N

(tanpa satuan)4. Kapasitas Tukar Kation (KTK = CEC): Muatan permanen (liat )

dan muatan tergantung pH (bahan organik) (biasanya dg satuan cmolc kg-1, atau dalam pustaka lama meq 100 g-1)

5. Kation Tukar : Ca2+ , Mg2+ , K+ , Na+ Al3+ , (biasanya dalam satuan cmolc kg-1, atau dalam pustaka lama meq 100 g-1; dapat juga dengan satuan mg kg-1, atau ppm dalam pustaka lama)

6. Kejenuhan Basa : [(Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na+)/CEC] x 100 (satuannya %)

7. Orto-fosfat dan SO42-terjerap: berhubungan dnegan

konsentrasi sesquioxide dan bahan organik (biasanya dnegan satuan mg kg-1, atau ppm dalam pustaka lama).

KTK (CEC): Kemampuan tanah untuk mnejerap dan menukarkan kation pada tapak muatan negatif permukaan

koloid liat.

-----------

++

+

+ ++

++ ++

++

+ +++

+

++

++

+

+

+

+

+

++

+

+

+

+

++

+

+

+

+

+

+

-

-

-

-

-

--

-

--

-

-

-

-

Awan ion di dekat permukaan liat yg bermuatan negatif (lapisan rangkap

difuse)

Kation lebih banyak di dekat permukaan liat

1. Kation H+;

• Sumber: bahan organik dan tepi-patahan liat• Tergantung pH, seperti asam lemah.

2. Substitusi isomorfik pada mineral liat :• Substitusi Al3+ untuk Si4+ dalam lapisan tetrahedral

liat• Substitusi Mg2+ untuk Al3+ dalam lapisan octahedral

liat• Tipe KTK seperti ini disebut KTK muatan permanen

karena tidak dipengaruhi oleh pH.

Sumber-sumber KTK

1. Sementara (akhirnya akan terdekomposisi)2. Tidak larut air, tetapi larut dalam basa (pH tinggi)3. Mengandung 30% proteins, lignin, complex sugars4. 50% C dan O, 5% N5. KTK sangat tinggi berdasarkan bobotnya6. Muatan negatif terjadi karena disosiasi H+ dari gugusan

hidroksil (-OH), carboksil (-COOH), dan fenolik ( -OH) kalau terjadi peningkatan pH (konsentrasi H+ dalam larutan menurun)

Bahan organik tanah sebagai sumber KTK

OH

OH

O-

OH

K +

pH rendah , tapak-tapak proton

Tidak ada KTK

pH tinggi (deprotonasi,

Tapak pertukaran kation)

Bahan Organik : KTK tergantung pH

+ OH- + H2O

Liat silikat sebagai sumber KTK

Mineral liat Kaolinit tipe 1:1

Al OktahedraSi Tetrahedra

Kaolinite

K K K K K K K1.0 nm

Mica (Primary mineral)

H+ K K K H+ H+ 1.0 nm

Illite (Med. CEC)

0.93 nm

Chlorite (Low-Med CEC)

≈1.4 nm Ca Mg H 2O Ca H 2O

Vermiculite (High CEC, expands/contracts somewhat)

Ca Mg H 2O Ca H 2O

Smectite (or Montmorillonite (High CEC, expands/contracts a lot)

SiO 4Al(OH) 3

≈1.8 to 4.0 nm

0.72nm H+ bonding

Liat Silikat: KTK muatan permanen muncul dari substitusi isomorfik Al3+ menggantikan Si4+ dalam lapisan tetrahedra atau Mg2+

menggantikan Al3+ dalam lapisan oktahedra (tidakk terpengaruh oleh pH )

Al octahedral layer

Si tetrahedral layer

Al lapisan oktahedra

Si lapisan tetrahedra

------

..Na+

..Na+

Pertukaran kation sederhana: Ca2+ menukar menggantikan Na+

[Ca2+]

------

..Ca2+ [Na+][Na+]

2XNa+ + Ca2+ XCa2+ + 2Na+

Liat bermuatan negatif

Larut dalam larutan tanah

X = dapat ditukar

Kation-kation dapat ditukar (kation-tukar):

Kation-kation “Basa” : Na+, K+, Mg2+, Ca2+

• NH4+ juga ada, tetapi jumlahnya sangat kecil

• Jumlahnya banyak biasanya : Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+

• Perkecualian serpenting yg kaya Mg2+ atau Sodik yang kaya Na+)

Kation-kation “Asam” : H+, Al3+

• Al berfungsi sebagai asam : Al3+ + H2O Al(OH)2+ + H+

• Al(OH)2+ + H2O Al(OH)2+ + H+

• Al(OH)2+ Al(OH)3 + H+

• Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+

Bentuk-bentuk Al dalam larutan dikendalikan oleh pH larutan

pH larutan

Pers

enta

se d

ari t

otal

alu

min

ium

Tidak larut - mengendap

Deret Liotrofik :

1. Kekuatan suatu kation menggantikan kation lain dari tapak pertukaran:

2. H+ > Al3+ > Ca2+ = Mg2+ > K+ > Na+

3. Itulah sebabnya mengapa tidak semua kation tukar H+ dan Al3+ ?

4. Hukum Aksi Massa: Kation yg konsnetrasinya tinggi dalam larutan tanah akan menggantikan kation-tukar dari tapak-jerapan meskipun kation-tukar ini posisinya lebih tinggi pada deret Liotrofik

Al3+

Al3+

Al3+

Al3+

Ca2+Ca2+

Ca2+

Ca2+Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Tap a

k pe

rtu k

aran

kati

on

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Tap a

k pe

rtu k

aran

kati

on

Ca2+

Ca2+ menggantikan Al3+ melalui hukum aksi-massa , walaupun Al3+ dijerap dengan kekuatan lebih besar

pH meningkat, Al mengendap sebagai gibbsite:

Al3+ + 3OH- Al(OH)3

Konsentrasi Ca++ jauh lebih besar daripada konsentrasi Al+++)

Kejenuhan basa (%BS) didefinisikan sebagai jumlah kation basa tukar (Ca2+, Mg2+, K+, dan Na+) dibagi dnegan KTK. Biasanya dinyatakan sebagai persentase KTK, sehingga :

Unit-unit dalam ekuivalen muatan : • Sistem lama: meq per 100g tanah (meq 100g-1)• Sistem baru : SI units, centimoles muatan per

kg tanah (cmolc kg-1 ) (angkanya identik, berbeda nama satuannya)

CCCa%

22

ENaKMgBS

Kejenuhan Basa

Kalau kita hanya mempertimbangkan kation-tukar yg utama,

KTK = Ca2+ +Mg2+ + K+ + Na+ + Al3+ + H+ (in cmolc kg-1)

sehingga:

HAlNaKMg

NaKMgBS 322

22

CaCa%

Kejenuhan Basa

0 100

Persen Kejenuhan Basa

Soi

l pH

3

4

5

6

7

3 4 5 6 7

pH

Kap

asita

s Tu

kar K

atio

n

KTK muatan permanen

KTK tergantung pH

Kation basa (Ca2+ K+ Mg2+ Na+) Kation asam (H+ + Al 3+)

Kapasitas Tukar Kation (KTK))

Pengasaman tanah

Pengasaman tanah yg tidak punya KTK tergantung pH

Kation basa (Ca2+ K+ Mg2+ Na+) Kation asam (H+ + Al 3+)

Pengasaman tanah

Pengasaman tanah yg mempunyai KTK tergantung pH

Kapasitas Tukar Kation (KTK))

1. KTK tanah dapat diukur dengan mengaplikasikan larutan pekat NH4Cl atau NH4OAc ke sampel untuk menukar semua semua kation-tukar dengan NH4

+ melalui proses aksi massa.

2. Larutan pengekstraks untuk analisis Ca2+, Mg2+, K+, Na+, dan juga Al dapat digunakan untuk menentukan komposisi kation yang ada pada kompleks jerapan.

3. Pada suatu kondisi tertentu KTK tanah dapat diukur. NH4+

digantikan oleh kation lainnya (misalnya Na+ atau K+ ) melalui proses aksi massa, dan NH4

+ kemudian diukur untuk mendapatkan estimasi KTK tanah.

KTK dan Kejenuhan Basa

1. Asumsi yg lazim digunakan adalah sumbangan NH4

+ terhadap KTK dianggap sangat kecil dan dapat diabaikan.

2. NH4+ tukar seringkali diukur secara terpisah

dg menggunakan larutan ekstraks pekat KCl. 3. H+ (pH) tidak diukur pada pengekstraks ini; H+

tukar diukur dengan cara lain.

Pengukuran KTK dan Kejenuhan Basa

Ada tiga cara untuk mengukur KTK

1. Metode Jumlah Kation:1. KTK = Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na+ + Al3+ (H+ diabaikan) 2. Ekstraksi dnegan larutan 1M NH4Cl (garam netral yg

tidak membuffer pH). 3. KTK jumlah kation, CECsum, dan diukur dalam

ekstraks pertama. 4. Dalam sistem liat murni (tidak ada bahan organik,

oksida hidrous Fe dan Al, tidak ada alofan; yakni tidak ada KTK tergantung pH) KTK ini mencerminkan KTK dan kation pada mineral liat (KTK muatan permanen).

Pengukuran KTK

2. KTK efektif (CECeff) pada kondisi aktual pH tanah.

1. Ini mencakup KTK permanen plus KTK tergantung pH yg ada pd kondisi aktual pH tanah.

2. Ini ditentukan dari ekstraks ke dua ; setelah ekstraksi dnegan 1M NH4Cl, tanah dicuci dengan ethanol untuk mengusir NH4

+ yg terlarut, dan kemudian diekstraks dengan 1M NaCl untuk menggantikan semua NH4

+ tukar 3. Ekstraks dianalisis kandungan NH4

+ .

Pengukuran KTK

Tahap 1: Ekstraksi dgan 1 M NH4Cl

NH4+ menggantikan Ca2+, Mg2+, K+,

Na+, Al3+ ke dalam pengekstraks; ini menghasilkan KTK jumlah kation

(CECsum)--- Ca2+

--- K+

--- Mg2+

--- Na+

--- H+

--- Al3+

+ NH4+

Tahap 2: Ekstraksi dnegan 1 M KCl

K+ menggantikan NH4+ tukar ke dalam

pengekstraks; ini menghasilkan KTK efektif (CECeff) yg mencakup H+ tukar pada kondisi normal pH tanah

-- NH4+

-- NH4+

-- NH4+

-- NH4+

-- NH4+

-- NH4+

+ K+

-- K+

-- K+

-- K+

-- K+

-- K+

-- K+

Sampel tanah

diambil

KTK Ammonium chloride (tidak mengontrol pH tanah)

Contoh tanah

Tabung ekstraksi

Larutan terekstraks

Tahap 1: Ekstraksi dnegan 1 M Ammonium acetate

NH4+ menggantikan Ca2+, Mg2+, K+,

Na+, Al3+ ke dalam pengekstraks; karena pH tinggi, Al3+ pdiendapkan

sebagai Al(OH)3 --- Ca2+

--- K+

--- Mg2+

--- Na+

--- H+

--- Al3+

+ NH4+

Tahap 2: Ekstraksi dengan 1 M KCl

K+ menggantikan NH4+ tukar ke dalam

pengekstraks; ini menghasilkan KTK efektif (CECeff) yg mencakup H+ tukar pada pH 7.0 (yg seringkali lebih besar

daripada pH tanah)-- NH4

+

-- NH4+

-- NH4+

-- NH4+

-- NH4+

-- NH4+

+ K+

-- K+

-- K+

-- K+

-- K+

-- K+

-- K+

Contoh tanah

diambil

KTK Ammonium acetate (membuffer pH pada nilai 7.0)

Contoh tanah

Tabung ekstraksi

Larutan terekstraks

Al(OH)3

3. KTK Ammonium asetat (CECOAc).

1. Ini meliputi KTK permanen plus semua KTK tergantung pH.. KTK ini diukur dengan mengekstraks tanah menggunakan ammonium asetat (NH4OAc, buffers pH = 7.0)..

2. Kemudian prosedur yg sama diikuti seperti KTK garam netral.

3. Catatan: Al tukar harus diukur secara terpisah dengan ekastrak KCl karena Al mengendap sebagai Al(OH)3 pada kondisi pH tinggi

Pengukuran KTK

KTK muatan permanen

KTK tergantung pH

CECeff

CECOAc

CECsum: diukur sbg jumlah Ca + Mg + K + Na + Al yh terekstraks ammonium chloride dalam ekstraksi pertama

CECeff: diukur dg ammonium chloride, garam netral, setelah ekstraksi ke dua

CECOAc: diukur dengan ammonium acetate pada pH 7

Tipe KTK tergantung pada cara pengukurannya

CECsum

1. KTK dapat diukur dengan cara yg berbeda-beda, %BS juga beragam sesuai metode pengukurannya, dan harus dispesifik-kan.

2. Untuk suatu tanah dengan jumlah tertentu basa-tukar, % BS yg dihitung dari CECsum akan lebih besar dari %BS yg dihitung dari CECeff , dan akan lebih besar dari %BS yg dihitung dari CECtot karena lebih banyak kemasaman potensial pd KTK tergantung pH dihitung sebagai (yaitu CECsum < CECeff < CECtot).

3. Contoh gambar berikut menunjukkan bagaimana hal ini terjadi. Dalam masing-masing kasus, kation basanya sama (6 cmolc kg-1); menjadi pembilang ….. Mengukur perubahan KTK.

Kejenuhan Basa (%BS)

Kation-kation BasaCa2+ + Mg2+ + K+ + Na+ = 6 cmolc kg-1

Kation –kation AsamAln+ = 1 cmolc kg-1

H+ = 3 cmolc kg-1

CECeff = 8 cmolc kg-1 CECOAc= 10 cmolc kg-1

Nilai kejenuhan basa tergantung pada pengukuran KTK

CECsum = 7 cmolc kg-1

%BSsum=

__________________________

Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na +

CECsum

=Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na +

Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na++ Aln+

________________________

= X 100

X 100

X 100 67

= 85%

%BSeff=Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na +

CECrff

________________________ X 100 X 10068

= 75%=

%BSOAc=Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na +

CECOAc

________________________ X 100 X 100 610

= 60%=

Pendekatan Kerr untuk koefisien selektivitas :

[AlX]2/3 [Ca2+]Ks = ----------------------

[CaX] [Al3+]2/3

Products multiplied together (each raised to the power of the number of molecules in the reaction)

over reactants (also raised to the power of the number of molecules)

Persamaan Pertukaran Kation

Persamaan dapat disusun kembali menjadi :

[AlX]2 [Al3+]2 ------------- = Ks --------------------

[CaX]3 [Ca2+]3

Kedua sisi persamaan dibyulatkan untuk mengeliminir “pangkat pecahan”.

Ini setara dengan persamaan Gaines-Thomas Equation)

Persamaan Pertukaran Kation

Persamaan Gaines-Thomas merupakan salah satu persamaan untuk memodel penggantian Al3+ pada kompleks

pertukaran oleh Ca+ dalam proses pengapuran (analogi dengan kesetimbangan kimia, hasil kali konsentrasi reaktan :

gtK

3

2

)(X)(X

233

332

CaAl

AlCa

}}

{{

X = fraksi tukar, ekuivalen( ) = aktivitas fase larutan, moles L-1

Kgt = koefisien selektivitas (konstante)

Peningkatan (Ca2+) akibat pengapuran akan menghasilkan:

1) Peningkatan XCa2+, yg selanjutnya mengurangi XAl3+ atau

2) Menurunkan (Al3+) kalau Kgt tetap kostan :

Oleh karena itu, aksi massa secara total dapat diprediksi dengan model pertukaran kation.

gtK

3

2

)(X)(X

233

332

CaAl

AlCa

}}

{{

Persamaan pertukaran kation juga memprediksi perubahan “disproportionate” dalam larutan tanah

Al3+ relatif terhadap Ca2+:

2/32

2/3233

CaCaAl

Al XX

gtK

Sehingga, (Al3+): (1) menurun sebesar XCa2+pangkat 3/2, tetapi (2) meningkat sebesar (Ca2+) pangkat 3/2

2/323 Ca'Al K

Pada jangka pendek, XAl3+ dan XCa2+ relatif konstan (perubahannya lambat). Sehingga:

constantCa

Al' 2/32

3

}{XX }{

gtKK

Dimana:

Perubahan (Al3+) sebesar pangkat 3/2 dari (Ca2+) dalam waktu singkat tanpa perubahan larutan tanah itu sendiri.

Persamaan lain untuk Pertukaran Kation:Gaines-Thomas, Gapon, Vaneslow

Misalnya: Pertukaran Ca – Al(Sumber: Reuss, 1983)

Hubungan untuk sistem pertukaran Ca-Al dinyatakan sbb:

1. Saline: Kadar garam tinggi, potensial osmotik tinggi, tanaman sulit menyerap air dari tanah ini.

2. Sodik: persentase Na-tukar yang tinggi (ESP) (>15%).

3. Saline-Sodic: Mempunyai kedua ciri-ciri tersebut

Tanah Saline dan Sodik

Persentase Na-tukar, Exchangeable Sodium Percentage (ESP): Ukuran sodisitas dari fase pertukaran tanah (unitnya

cmolc kg-1)

Tanah-tanah sodik seringkali bersifat alkalin, kation tukar Al3+ dan H+ dapat diabaikan, sehingga:

CCENaESP

NaKMgNa

ENaESP 22CaCC

Tanah-tanah Saline dan Sodik

Sodium Activity Ratio (SAR): Ukuran sodisitas dari larutan.

Kalau satuannya mole L-1:

Kalau satuannya mole muatan (molc L-1):

Tanah-tanah Saline dan Sodik

Q = XM2+ (Na+)

XNa+ (M2+)1/2

Dimana X = penukar, M2+ = (Ca2+ + Mg2+)

Sehingga kalau Ca2+ dan Mg2+ mendominasi penukar , maka

SAR ≈ (Q)( XNa+/XM2+) = (Q )(ESP)

SAR diturunkan dari persamaan Gapon

SAR: Pada tanah-tanah sodik, permeabilitas sangat

rendah karena Na+ menyebabkan koloid liat saling menempel dan merapat sehingga infiltrasi dan

porositas tanah snagat rendah

SAR >13:Clays repel each other and

line upPoor aeration, infiltration

Sodic soils

SAR <13:Clays attract each other and

stack on endGood aeration, infiltration

Tanah-tanah Sodik mudah diperbaiki dnegan gipsum CaSO4

------

..Na+

..Na+[Ca2+]

------

..Ca2+ [Na+][Na+]

2XNa+ + Ca2+ XCa2+ + 2Na+

Liat bermuatan negatif

Larut dalam larutan tanah

X = kation dapat ditukar

Anion utama dalam larutan tanah:

1. Khloride: garam dari laut , mis. NaCl2. Sulfat: Garam laut, deposisi atmosfir, pyrit3. Bicarbonat: udara tanah CO2

4. Nitrat: nitrificasi, polusi udara, pupuk, fiksasi N (hanya pada beberapa kasus)

5. Ortho-P: tidak penting dalam moles L-1, tetapi hara esensial ini sangat penting

Kimia Larutan Tanah

Kation utama dalam larutan tanah:

1. Sodium: garam laut, mineral (bukan penukar)2. Potassium: K-mineral, K-tukar3. Calcium: Ca-mineral, Ca-tukar4. Magnesium: Mg-minerals, Mg-tukar5. Aluminum: hanya pada tanah masam; Al-tukar

Kimia Larutan Tanah

Si dilepaskan pada pelapukan mineral, tetapi netral sebagai asam silikat :

Misalnya, pelapukan mineral Albite melepaskan ion aluminum dan asam silikat:

NaAlSi3O8 + 6H20 + 2 H+ Na+ + Al(OH)2+ +

3Si(OH)4 + 2 H20

Kimia Larutan Tanah

1. Kation berinteraksi dengan kation lainnya melalui reaksi pertukaran kation, dan perubahan proporsional individu kation dalam larutan tanah tergantung pada total konsentrasi kation larutan tanah

2. Apa yg mengendalikan konsentrasi kation dalam larutan tanah?

3. Satu model semi-empirik yg bagus adalah Model Mobilitas Anion: Total kation harus diimbangi dengan total anion dalam larutan tanah (atau larutan lain) atas dasar setara (ekuivalen) muatan:

∑ cations = ∑ anions dalam satuan eq L-1 (sama dengan satuan SI, molc L-1)

Model Mobilitas Anion :Prediksi konsentrasi total kation dalam larutan tanah

Kation dan anion utama dalam larutan tanah:

H+ + Al3+ + Na+ + K+ + Ca2+ + Mg2+ = HCO3

- + SO42- + Cl- +NO3

- + H2PO4-

Kadangkala juga ada NH4+, CO3

-, HPO42-

Misalkan persamaan pertukaran kation dalam moles L-1; untuk menyeimbangkan muatan, kita harus

mengkonversi cations dan anions menjadi mole muatan, molec L-1; Ini snagat sederhana:

molc L-1 = (mol L-1) (valensi)

Misalnya:Al3+ molc L-1 ( Al3+ mol L-1) X 3K+ molc L-1 = (K+ mol L-1) x 1

Ca2+ molc L-1 = (Ca2+ mol L-1) x 2

Apa yg mengendalikan konsentrasi anion dalam larutan tanah?

Anion-anion tersebut adalah:

1. HCO3- : Tekanan parsial CO2 dalam udara tanah dan pH

2. SO42- : terutama oleh penjerapan, sangat dipengaruhi

pH3. Cl- : input dan ET, tidak ada interaksi kimiawi tanah

atau biologi tanah yg penting (a good tracer for water)4. NO3

- : nitrifikasi dan serapan biologis, penjerapan minimal

5. H2PO4- : penjerapan, pengendapat dengan Ca pada

kondisi pH tinggi, penyerapan biologis

Kontrol anion HCO3- dan CO3

2-

Kh K1 K2

CO2 + H2O -----> H2CO3 ----> HCO3- + H+ ---- CO3

2- + H+

132COH

H3HCOK

2-3HCO

H23CO

K

Eq 1

Eq 2

pCO2 = tekanan partial CO2 dalam udara tanahKh = Konstante hukum HenryK1 dan K2 = konstante kesetimbanganH2CO3* = gas CO2 yg larut + H2CO3 , menurut konvensi

2h32 pCOKCOH

Eq 3

Kontrol anion HCO3- dan CO3

2-

Kh K1 K2

CO2 + H2O -----> H2CO3 ----> HCO3- + H+ ---- CO3

2- + H+

1. CO32- relatif tidak penting hingga pH > 8

2. HCO3- penting dari pH 5 hingga pH 9 (biasanya dominan pada

kondisi pH lebih besar dari 5)

Perc

ent o

f tot

al c

arbo

nate

spe

cies

Kontrol anion HCO3- dan CO3

2-

Kh K1 K2

CO2 + H2O -----> H2CO3 ----> HCO3- + H+ ---- CO3

2- + H+

H

pCOhK1K

3HCO2

Menyelesaikan persamaan 1 dan 2 untuk HCO3-:

HCO3- dalam larutan tanah dikendalikan oleh tekanan

partial CO2 dalam udara tanah dan pH. Oleh karena itu, perkalian (K1)(Kh) relatif konstan dengan temperature karena K1 meningkat dnegan suhu dan Kh menurun

dengan suhu.

Faktor pengendali SO42- dan ortho-P

Biological uptake by plants and microbes (usually more important for ortho-P than for SO4

2-)

Jerapan anion dalam tanah•Jerapan non-spesifik: • Pertukaran kation Fe, permukaan oksida hidrous Al• Sangat tergantung pH• Lemah, melibatkan NO3

-, Cl-

Jerapan spesifik :• Pertukaran ligand (dengan OH-)• Sangat kuat, dapat “memfiksasi” Ortho-P atau SO4

2-

Apakah itu ortho-P?Disolusi asam fosfat (asam lemah)

H3PO4 H2PO4- + H+

H2PO4- HPO4

2- + H+

HPO4- PO4

3- + H+

Bentuk fosfat merupakan fungsi pH dan dapat dengan mudah berubah; sehingga didefinisikan:

Ortho-P = H2PO4- + HPO4

2- + PO43-

Kelarutan Ortho-P juga sangat dikontrol oleh pengendapan dengan Ca2+ pada kondisi pH tinggi

Sidebar on P:Kalau tanah melapuk, bentuk P berubah secara sistematis

From Johnson and Cole, 1980

Jerapan AnionOksida hidrous Fe dan Al bersifat amfoter : dapat bermuatan positive, zero, atau negative tergantung pada pH

Kondisi pH dimana tidak ada muatan disebut titik NOL muatan (point of zero charge, PZC).

Titik nol muatan pada oksida hidrous Fe, Al dan allophane adalah pH 8 - 9, sehingga mereka biasanya betindak sebagai penukar anion

AlOH +

2

OH

Cl -

Low pH (protonated,anion exchange site)

AlOH

OH

AlO -

OH

K +

Zero Point of Charge High pH (depronotated,cation exchange site)

Non-specific Adsorption

Jerapan Specifik : Ikatan dnegan oksida hidrous Fe dan Al, kadangkala sangat kuat sehingga ortho-P yg terjerap tidak dapat lepas

Jerapan Non-specifik : Diikat dengan lemah, seperti kation-tukarSangat tergantung pH

Reaksi Anion Spesifik: Penetrasi Ion

Reaksi Anion Non-Spesifik

1. Ortho-P dan SO42- memasuki jerapan spesifik

2. NO3- dan Cl- tidak

3. Urutan umum tarikan anion kepada tapak jerapan tanah adalah: ortho-P > SO4

2- > NO3- = Cl-

4. Tidak ada pertukaran anion seperti pada pertukaran kation;

5. Ortho-P akan menggantikan SO42-, tetapi tidak dapat

sebaliknya

6. NO3- dan Cl- mungkin dapat saling menukar, tetapi

tidak dapat menggantikan SO42- atau ortho-P

Jerapan Anion

1. Kontrol pada NO3- : biasanya nitrifikasi dan serapan

biologis (oleh microba dan tanaman).

2. Kontrol pada Cl-: : sesungguhnya nol, mobil secara lengkap. Sehingga dapat menjadi “tracer” untuk air.

3. Hanya sedikit pada tanah-tanah tropis yg kaya oksida hidrous Fe dan Al, atau tanah Andisol adalah faktor penjerapan untuk anion.

Jerapan Anion: Penyerap yg buruk

Kontribusi kation tukar Al3+ dan H+ . Al3+ berfungsi sebagai asam:

Al3+ + H2O ---------> Al(OH)2+ + H+

Kation tukar H+ pd mineral liat “berumur singkat”, dan cepat digantikan oleh Al3+ dari dalam lapisan oktahedra.

Kemasaman aktif : kemasaman yg segera dilepaskan ke dalam larutan tanah (pH tanah)Kemasaman Potential termasuk semua H+ pada tapak jerapan yg tergantung pH. Kemasaman aktif (pH) + Kemasaman Potential: (kation tukar. Al3+ + H+, anion jerap. SO4

2-) = Kemasaman total

Kemasaman Tanah

Kemasaman Potensial

Kemasaman Aktif

Buffering

Kemasaman total pd fase padatan > 10,000 x larutan tanahKeseimbangahn antara fase padatan dan larutan tergantung pada:

1. Konsnetrasi garam larutan tanah (pH biasanya lebih rendah dalam garam daripada dalam air)

2. Jumlah total asam-asam yg ada (seringkali ditentukan oleh kandungan BOT)

3. Derajat disosiasi asam-asam tanah (Binkley) 4. Kekuatan asam fase padatan (Binkley)

Kemasaman Tanah

1. Pencucian

a). Asam karbonat:

CO2 + H2O ------------> H2CO3 ---------> HCO3- + H+

X K+ + H+ ----------> X H+ + K+ ____________________________________________________________

CO2 + H2O X K+ ------------> X H+ + K+ HCO3-

X = fase (tapak) pertukaran

Kation basa (mis. K+) tercuci bersama bikarbonat dan tanah menjadi semakin masam.

Sumber alamiah asam dalam tanah

1. Pencucian

b). Asam-asam organik:

R-OH ---------------------> RO- + H+

X K+ + H+ ----------> X H+ + K+ ____________________________________________________________

R-OH + X K+ ------------> X H+ + K+ RO-

Anion organik biasanya kurang mobil dan terjerap di horison B.

Asam organik juga dapat mengkhelat kation tidak larut seperti Fe dan mencucinya ( terutama pada Spodosols)

Sumber alamiah asam dalam tanah

1. Pencucian

c). Nitrifikasi dan pencucian nitrat

2NH4+ + 4O2 --------> 2H+ + 2NO3

- + 2H2O2X K+ + H+ ----------> 2X H+ + 2K+

____________________________________________________________

2NH4+ + 4O2 + 2X K+ --------> 2X H+ + 2K+ + 2NO3

-

Garam nitrat tercuci ke luar tanah dan tanah menjadi semakin masam.

Sumber alamiah asam dalam tanah

2. Penyerapan oleh vegetasi (tumbuhan)Akar menyerap kation, larutan tanah kelebihan anion dan akar mengeluarkan H+

Ca2+, Mg2+

K+, NH4+

H+

SO42-, NO3

-,ortho-P

Ca2+, Mg2+

K+, NH4+

H+

SO42-, NO3

-,ortho-P

Kalau NH4+ diserap oleh akar

tumbuhan, terjadi efek pengasaman tanah karena

kesetimbangan muatan condong ke arah kation

Kalau NO3- diserap akar, efek

pengasaman lebih sedikit atau bahkan zero karena kation dan

anion hampir setimbang

Sumber alamiah asam dalam tanah

3. Pembentukan Humus

Tidak menyebabkan pengurangan kation-tukar basa kalau terjadi pencucian dan penyerapan oleh akar. Menambah kemasaman potensial dan KTK tergantung- pH ke dalam tanah

OH

COOH

O-

COO-

pH rendah

2H+K+

1/2Ca2+

pH lebih tinggi

Sumber alamiah asam dalam tanah

Pencucian

Deposisi H+

Serapan organisme

tanah

Serapan organisme

tanah

Jerapan anion SO4=

Pembentukan asam organik

Pembentukan asam karbonat

Nitrifikasi

NH4+NO3- SO4=

Serapan pohon

Serapan pohon

Serapan pohon

Pencucian daun

Serapan pohon

• Perakaran yg dalam dan daur-ulang oleh vegetasi

• Input kation basa atmosfir

• Pelapukan tanah:

• Proses mitigasi belum dipahami secara tuntas• Sulit pengukurannya

Proses Mitigasi akibat pengasaman tanah

Ketersediaan hara akibat pengasaman tanah

1. Ketersediaan lebih rendah Ca, Mg, dan K2. Ketersediaan dapat lebih rendah P karena

adanya penjerapan3. Ketersediaan lebih besar Fe

Efek Al :4. Toksik bagi akar beberapa jenis tumbuhan5. Dibutuhkan oleh jenis tanaman tertentu (mis. Tanaman

Teh) .6. Generalisasi efek positif dan negatif dari pengasaman

tanah sulit dilakukan.

Efek kemasaman pada vegetasi

1. Oksidasi : Kehilangan elektron (ada O2)

2. Reduksi: Penambahan elektron (tidak ada O2)

Oksidasi dan Reduksi

Potensial Redoks:

Dapat dinyatakan sebagai "Eh" atau "pe + pH". Eh: voltage di antara elektroda platinum dalam tanah dan elektrode baku hidrogen• Eh rendah: Kondisi reduksi• Eh tinggi : Kondisi oksidasi

Eh meningkat kalau pH menurun:1. Sehingga kadangkala lebih disenangi (pe + pH)

sebagai ukuran potensial redoks2. Kalau pe = - log (aktivitas elektron)3. Eh (millivolts) = 59.2 x pe

Oksidasi dan Reduksi

1. Oksidasi Pyrite

4FeS2 + 15O2 + 8H2O -------> 2Fe2O3 + 4O2 + 16H + + 8SO4

2- Thiobaccilus thioxidans

2. Oksidasi unsur S (dipakai untuk mengasamkan tanah):

2S + 3O2 + 2H2O -------> 2H+ + SO42- Thiobaccilus

thioxidans

3. Reduksi Sulfate (anaerobik):

SO42- + 4H2 -------> S2- + 4H2O Desulfovibrio

desulfuricans

Reaksi oksidasi-reduksi yg penting dalam tanah

4. Oksidasi ferro (Fe2+) dan mangano (Mn2+):

2XFe2+ + 1/2O2 + 5H2O ------> 4XH+ + 2Fe(OH)3

2XMn2+ + 1/2O2 + 5H2O ------> 4XH+ + 2Mn(OH)3

X = tapak pertukaran kation (tapak jerapan)

5. Reduksi Besi:

Terjadi pada kondisi tanah tergenang dan besi menjadi lebih tersedia bagi tanaman. Hal ini meningkatkan pH.

Fe(OH)3 + e- + H+ -----> + Fe(OH)2 + H2O

Reaksi oksidasi-reduksi dalam tanah

1. Kalsium karbonat

Hal ini dapat membentuk lapisan caliche dalam tanah-tanah kering:

Ca2++ 2HCO3- ----> CaCO3(solid) + H2O + CO2(gas)

2. Gipsum:

Ca2+ + SO42- -----> CaSO4(solid)

• Gipsum lebih melarut daripada kalsit• Sehingga tidak ada lapisan gypsum di bawah lapisan

caliche (kalsit) dalam profil tanah prairie.

3. Ca-fosfat.

Reaksi pengendapan dalam tanah kering

Penjerapan = AdsorptionPenjerapan mencerminkan

kemampuan suatu obyek (tanah) untuk menarik dan mengikat

partikel pada permukaannya.

• Partikel padatan tanah mempunyai kemampuan menjerap

– Air– Hara dan bahan kimia lainnya

• Penjerap utama dalam tanah– Liat– Bahan organik

+ -

Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences

Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences

PENJERAPAN & PENYERAPAN

Absorption (Penyerapan):Merupakan proses dimana satu material ditarik memasuki

material lainnya, seperti air meresap masuk ke dalam sponge.

Adsorption (Penjerapan) : Proses dalam tanah yang menahan (mengikat) unsur hara dan

bahan kimia lainnya. Adsorpsi mencerminkan kemampuan permukaan padatan untuk menarik dan mengikat material lain pada permukaannya. Misalnya logam tertarik dan melekat di

permukaan magnit. Partikel yg diikat dnegan adsorpsi juga dapat lepas kembali,

proses adsorpsi bersifat bolak-balik.

Partikel padatan tanah mempunyai kemampuan “menjerap” air, hara dan bahan kimia lainnya.

Luas Permukaan Liat

¼ cup ¼ cangkir liat mempunyai luas permukaan lebih besar dari lapangan bola

Luasnya permukaan liat memungkinkannya untuk:

• Menjerap banyak air• Menahan hara• Melekat pada partikel lainnya

Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences

Mineral liat pipih – berlapis-lapis

Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences

LUAS PERMUKAAN PARTIKEL KOLOID TANAH

Partikel liat cenderung untuk menempel satu-sama lain (lapisan-lapis atau lembar-lembaran) dan

menempel pada partikel tanah lainnya.

Liat dan BOT merupakan

penjerap yg bagus:Pori mikro dan luas

permukaannya

Liat bentuknya pipih dan berlapis-lapis (lembar-

lembaran) , permukaannya sangat luas

Liat mampu menjerap banyak molekul air dan molekul (ion)

hara)

Sifat-sifat Liat TanahPartikel liat bertumpuk ber-lapis-lapis

Setiap lapis (lembaran) terpisah satu sama lain pada kedua sisi permukaannya.

Setiap lembaran mempunyai muatan negatif di permukaannya.

Muatan negatif ini harus diimbangi oleh kation yg bermuatan positif.1/20,000 inhi

Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences

Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences

KARAKTERISTIK LIAT TANAH

Struktur seperti ini memungkinkan tanah menyimpan banyak air tersedia bagi tanaman.

Liat tanah tipe berlapis

Sejumlah lapisan atau lembaran

saling menempel berdekatan

Setiap lembaran dipisahkan satu sala lain oleh kedua sisi permukaannya. Struktur berlapis ini mengakibatkan luas permukaan liat sangat besar

Permukaan lembaran liat ini dapat menahan selimut air.

Sebagian air ini masih tersedia bagi tanaman

Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences

KARAKTERISTIK LIAT TANAH

Jumlah muatan negatif pd permukaan liat yg dapat menarik kation ini disebut “Cation Exchange Capacity” (CEC) atau

Kapasitas Tukar Kation (KTK)

Lembaran liat tersusun atas

kristal yg mengandung O, Si dan Al.

Pada saat pembentukan lembaran liat, sejumlah Al dapat

menggantikan posisi Si dalam kristal

Penggantian Si oleh Al ini

mengakibatkan muatan negatif di

permukaan lembaran liat

Muatan negatif pada permukaan Lembaran liat ini dapat menarik kation-kation.

Retensi Kation pada Liat Tanah

Copper, +2

Magnesium, +2

Ammonium, +1

Potassium, +1

Sodium, +1

Calcium, +2

Aluminum, +3

Hydrogen, +1

Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences

Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences

Retensi Kation pada Liat Tanah

Dalam beberapa jenis liat, K+ dan NH4+ dapat diikat sangat kuat di antara lembaran-lembaran liat, sehingga “difiksasi” dan tidak mudah

dilepaskan kembali.

Kation dalam larutan tanah dapat

ditarik oleh permukaan liat yg bermuatan negatif

Kation yang diikat pada permukaan liat ini (Kation-jerap) tidak dapat tercuci, tetapi masih dapat diserap oleh akar

tanaman

Kation yang diikat pada permukaan liat ini dapat ditukar oleh kation lain yg

ada dalam larutan tanah (Pertukaran kation)

Retensi Kation pada Bahan Organik

pH = 4 - 5(tanah masam)

Tanah netral pH = 7

HydrogenHara

Peningkatan pHMeningkatkan KTK bahan organik

Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences

Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences

BAHAN ORGANIK TANAH:

. Stable soil organic matter is made up of large complex organic molecules that are resistant to further attack from soil microbes. Pieces of soil organic matter appear like coiled, twisted strands. This material coats particles of silt and clay and helps to hold clay and silt together in soil aggregates. The coiled structure

also gives organic matter a very large surface area.Soil organic matter is also like a sponge. It can soak up large amounts of water

and store it for plants to use.Soil organic matter has a very high cation exchange capacity. Unlike many

layer clays, the cation exchage capacity of organic matter changes as soil pH changes. As soil pH decreases (becomes more acid) more and more hydrogen cations stick to organic matter. At low pH this hydrogen is held very tightly and

will not exchange with nutrients or other elements. As soil pH increases the hydrogen is held less strongly and readily exchanges with other nutrient and

trace element cations like calcium, magnesium, potassium, and sodium. These cations will also exchange with each other at near neutral pH.

• KTK mencerminkan jumlah total kation yang dapat ditahan oleh tanah dalam bentuk kation-tukar

• Semakin tinggi KTK , semakin besar kemampuan tanah menyimpan kation hara

• KTK tanah meningkat kalau:

– Jumlah liat bertambah– Jumlah BOT meningkat– pH tanah naik

Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences

KAPASITAS TUKAR KATION (KTK)

Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences

KAPASITAS TUKAR KATION (KTK)

Semakin tinggi KTK, tanah semakin mampu menahan hara dalam bentuk tersedia bagi tanaman .

KTK tanah tergantung pada :• Tipe dan jumlah liat dalam tganah,

• Jumlah bahan organik tanah• Nilai pH tanah.

BOT merupakan penyumbang utama KTK

tanah.

KTK mencerminkan jumlahtotal kation yg dapat

ditahan oleh tanah

+Phosphate Aluminum

Padatan aluminium fosfat

Pembentukan material padatan baru

Pertukaran anion

Phosphate

Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences

Retensi Fosfat dalam Tanah

Tapak muatan positif pada

permukaan liat

Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences

Retensi Fosfat dalam Tanah

Anion fosfat ditahan dengan kuatnya oleh aprtikel tanah. Ada beberapa cara pengikatan anion fosfat

dalam tanah.

Beberapa jenis liat tanah mempunyai muatan negatif di permukaannya, terutama pada

bagian tepian patahan lembaran liat. Anion fosfat dapat ditarik ke tapak-tapak

muatan positif ini.

Fosfat dalam pupuk komersial bersifat sangat larut, tetapi

kalau diaplikaiskan ke tanah ia akan bereaksi dengan kation yg

ada dalam larutan tanah membentuk bahan padatan

baru (mineral). Reaksi seperti ini dapat terjadi dengan kation aluminum, iron,

dan manganese.

Retensi Fosfat dalam Tanah

Permukaan oksida besi

Anion fosfat : Masing-masing diikat oleh dua ikatan kimia ke permukaan oksida

besi

Penjerapan pada permukaan oksida

Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences

Ikatan kimia

Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences

. Retensi Fosfat dalam Tanah

Fosfat diikat dengan kuat oleh permukaan oksida-oksida ini

Fosfat bereaksi secara kimiawi dengan permukaan noksida ini dan diikat dengan kuatnya oleh ikatan

kimia rangkap.

Oksida-oksida Al

dan Fe

Oksida-oksida FeKemerahan

Kadang menyelimuti partikel liat

Retensi Nitrate (NO3-) dalam tanah

Kalau nitrat diserap oleh akar tanaman , maka ia hilang dari

tanah

Nitrat ditahan oleh tanah dnegan kekuatan yg lemah• Nitrat tidak bereaksi membentuk

padatan• Nitrat tidak ditahan oleh

permukaan oksida

NO3-

Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences

Tanaman

Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences

Nitrat dalam tanah

Nitrate is a very important form of nitrogen and is readily taken up by plants. Nitrate, however, is very weakly held by soils. Unlike phosphate it

is very soluble and does not react with with other elements in soils to form new solids. Nitrate also is not held by iron and aluminum oxide clay

surfaces. The only way nitrate is held in soils is by anion adsorption. Nitrate is held very weakly by anion adsorption and most Pennsylvania

soils have very little anion adsorption capacity.

Therefore nitrate tends to remain in the soil solution. Any nitrate that is not taken up by plants can very easily be leached from the soil as water moves downward through the soil. The nitrate can then move into tile

lines and into streams, or downward into groundwater. To prevent nitrate pollution of surface or groundwater it is important to carefully manage

nitrogen applications to crops.Nitrogen dalam rabuk organik dan dalam pupuk komersial dapat dengan

mudah diubah menjadi nitrat.

Akar tanamanHara pada tapak jerapan liat dan

bahan organik tanah

Hara dalam larutgan tanah

Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences

Kesetimbangan hara dalam larutan tanah dengan kompleks jerapan dan penyerapan oleh akar tanaman

Kation dan anion larut

Kation dapat tukar

Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences

Kesetimbangan ionReaksi Pertukaran ion

Kesetimbangan hara dalam larutan tanah dengan kompleks jerapan dan penyerapan oleh akar tanaman

Unsur hara kation dan anion dapat dijerap pada

permukaan koloid liat dan bahan organik

Kation - tukarAnion - tukar

Unsur hara kation dan anion juga dapat larut dalam larutan tanah

Kation - larutAnion - larut

Ketersediaan hara bagi tanaman

PlantRoot

Hara pada liat dan bahan organik

Hara hilang dalam air drainage

Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences

Kalau aplikasi hara ke tanah berlebihan, kemampuan tanah untuk menjerap hara dapat terlampaui. Konsentrasi hara dalam larutan tanah menjadi sangat tinggi. Hal ini memicu kehilangan hara melalui proses

pencucian , melalui runoff dan air drainage.Hara dalam larutan

tanah

Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences

PENYERAPAN HARA OLEH TANAMAN

Ion-ion hara yang terikat pada tapak-tapak jerapan koloid tanah berfungsi sebagai “gudang” hara tersedia, menghindarkan pencucian hara dan

kehilangan hara melalui air runoff.

Akar tanaman menyerap hara

dari larutan tanah, dan akar

mengeluarkan ion ke larutan tanah

Berkurangnya konsentrasi hara larutan tanah, memicu pelepasan sejumlah ion dari tapak

jerapan memasuki larutan tanah