dasar-dasar ilmu tanah

83
1 I. PENDAHULUAN Ilmu Tanah adalah ilmu yang mempelajari tentang seluk beluk tanah terutama yang berkaitan dengan tanaman. Tanah (soil) adalah massa bagian atas kulit bumi (lithosfir) yang telah mengalami pelapukan terdiri fraksi pasir, debu dan liat dan atau tanpa bahan organik. ( satuanya bobot (berat) : gram/kg/ton). Tanah berasal dan pelapukan batuan/mineral + bahan organik. Batuan/mineral + bahan organik/ikutan lain : melapuk bahan induk : melapuk Tanah (Pedogenesis : ilmu yang mempelajari proses-proses pembentukan tanah mulai dari batuan menjadi tanah ). Dalam bidang pertanian tanah adalah media tempat tumbuhnya tanaman darat. Lahan (land) adalah areal permukaan bumi yang mencakup faktor-faktor pembentuk tanah seperti batuan (rock)/bahan induk, tanah, vegetasi dan mikroorganisme serta atmosfirnya (satuannya : luas m 2 / ha/ acre ) Media tumbuh tanaman dapat berupa : tanah dan air (hydrophonic). Pedologi adalah ilmu yang mempelajari proses pembentukan tanah beserta faktor pembentuknya yang meliputi kegiatan survey tanah, cara pengamatan di lapang dan klasifikasinya. Edaphologi adalah ilmu yang mempelajari hubungan tanah dengan tanaman yang mencakup mempelajari sifat-sifat

Upload: ahmadmustaqim

Post on 21-Nov-2015

74 views

Category:

Documents


7 download

DESCRIPTION

pertanian

TRANSCRIPT

DASAR-DASAR ILMU TANAH

53

I. PENDAHULUAN Ilmu Tanah adalah ilmu yang mempelajari tentang seluk beluk tanah terutama yang berkaitan dengan tanaman.

Tanah (soil) adalah massa bagian atas kulit bumi (lithosfir) yang telah mengalami pelapukan terdiri fraksi pasir, debu dan liat dan atau tanpa bahan organik. ( satuanya bobot (berat) : gram/kg/ton). Tanah berasal dan pelapukan batuan/mineral + bahan organik. Batuan/mineral + bahan organik/ikutan lain : melapuk ( bahan induk : melapuk (Tanah (Pedogenesis : ilmu yang mempelajari proses-proses pembentukan tanah mulai dari batuan menjadi tanah ). Dalam bidang pertanian tanah adalah media tempat tumbuhnya tanaman darat.

Lahan (land) adalah areal permukaan bumi yang mencakup faktor-faktor pembentuk tanah seperti batuan (rock)/bahan induk, tanah, vegetasi dan mikroorganisme serta atmosfirnya (satuannya : luas ( m2/ ha/ acre )

Media tumbuh tanaman dapat berupa : tanah dan air (hydrophonic).

Pedologi adalah ilmu yang mempelajari proses pembentukan tanah beserta faktor pembentuknya yang meliputi kegiatan survey tanah, cara pengamatan di lapang dan klasifikasinya. Edaphologi adalah ilmu yang mempelajari hubungan tanah dengan tanaman yang mencakup mempelajari sifat-sifat (fisika, kimia, biologi )tanah dan cara mengelolanya agar berpengaruh positif bagi tanaman..Rehabilitasi : memperbaiki lahan yang rusak sehingga menjadi suatu ekosistem mendekati asal/ aslinya. Misal: penghijauan pada lahan kritis Kurikulum Ilmu Tanah meliputi :

1. Pedogenesis : mempelajari proses pembentukan tanah

2. Klasifikasi Tanah: pengelompokan jenis tanah berdasarkan kesamaan horizon penciri, sifat kimia dan fisika tanah, iklim, dll.

3. Fisika Tanah : mempelajari penyusun (fraksi )tanah, tekstur (perbandingan pasir, debu dan liat), struktur (susunan agregat), berat jenis, kandungan air dan udara, air tersedia, drainase, dll. (Agar tanaman cukup air, udara (02), penetrasi akar)

4. Kimia Tanah : mempelajari reaksi ( asam-basa ) larutan, dinamika unsur kimia, ketersediaan unsur hara, Kapasitas Tukar Kation, Kejenuhan Basa, kation asam dan basa, unsur hara esensial dan non esensial, bentuk unsur hara yang diabsorpsi tanaman,dll.(unsur hara tersedia dapat diabsorbsi berimbang dan tidak toksik)

5. Biologi Tanah : mempelajari flora dan fauna tanah yang membantu perbaikan sifat fisika dan kimia tanah, pelapukan bahan organik,bakteri bermanfaat ( Rhizobium sp.), Jamur ( Mikorhiza, Cacing tanah, dll.)

6. Pengelolaan Tanah : mengelola sifat fisika, kimia, biologi tanah agar tanaman berproduksi optimal, secara ekonomis menguntungkan (sustainable ) dan secara ekologis dapat dipertanggung jawabkan.

Istilah-istilah dalam pengelolaan tanah :

Konservasi : mencegah agar lahan tidak rusak/degradasi sebelum dan selama penggunaan lahan. Misal : usaha pencegahan erosi, penggunaan lahan sesuai dengan peruntukannya.

Reklamasi : mengelola tanah/lahan yang rusak/kritis sehingga ekosistemnya berubah, berbeda dengan aslinya. Misal : rawa-rawa direklamasi menjadi sawah, perkotaan, perumahan, kawasan industri, dll.

Restorasi : memperbaiki lahan yang rusak sehingga ekosistemnya sama dengan asal/aslinya. Misal mereboisasi lahan kritis ( pasca tambang, bekas kebakaran ).Rehabilitasi : memperbaiki lahan yang rusak/kritis agar ekosistemnya mendekati asli/asal. Lahan pasca tambang ditanami sengon ( non indigenous).II.GENESIS TANAH ( PEDOGENESIS )Proses pembentukan tanah meliputi:

1 Pelapukan batuan/mineral primer dan pembentukan mineral sekunder (liat).2 Pelapukan dan penimbunan bahan organik.3 Pertukaran dan pengendapan ion - ion.4 Pergerakan dan pencucian koloid anorganik dan organik.5 Pengendapan garam (kapur, gypsum dan garam larut).6 Pencampuran mekanik atau hayati dan bahan tanah.

Profil tanah :adalah penampang vertikal sehingga tampak horizon -horizon.

Penampang tanah sedalam 1,5 meter.

Horison tanah adalah setiap lapisan tanah yang mempunyai sifat fisik dan kimia berbeda misalnya warna, tekstur, struktur, konsistensi, KTK, K.B., kandungan liat.

Horison A dan horizon B disebut solum tanah. Selanjutnya horison A disebut horison Eluviasi (hor. pencucian )

Horison B disebut horison Iluviasi (hor.penimbunan) sehingga lebih banyak kandungan liat dibandingkan horison diatas/dibawahnya.

Gambar 1 : Profil tanah O1 : Seresah O2 :Seresah sudah melapuk Al : Horison eluviasi tanah atas A2 : Horison eluviasi tanah bawah

A3 : Horison peralihan A ke B

B1 Horison iluviasi peralihan ke B

B2 : Horison iluviasi

C : Bahan induk

R : Batuan indukFaktor - faktor pembentukan tanah 1. batuan induk (bi) : plutonik, vulkanik, batu pasir, gambut 2. topografi (t) : datar, lereng , curam, cekungan, dsb 3. organisme (o): vegetasi hutan, rumput, semak, 4. iklim (i) : kering, basah, tropis, subtropis. 5. waktu (w) : muda, sedang, lanjut.Tanah = (fungsi ) bi, t, o, i, w, m, ... Interaksi faktor-faktor tersebut akan menghasilkan berbagai jenis tanah.Proses pembentukan tanah dari batuan sampai menjadi solum tanah

Batuan IndukDesintegrasiBadan Tubuh

BatuanPembentukan tanah berkembang dengan berjalannya waktu

Tanah MudaTanah SedangTanah Lanjut

(ENTISOL)Berkembang(ULTISOL)

(INCEPTISOL)

III.KLASIFIKASI TANAH

Klasifikasi tanah adalah pengelompokan tanah berdasarkan sifat dan ciri tanah yang mencerminkan keadaan dimana tanah ini berkembang.

Sistem kelasifikasi ( taksonomi) tanah (oleh USDA) menggolongkan individu -individu tanah kedalam kelompok yaitu enam tingkat generalisasi, yaitu:

order ( golongan).

sub order (kumpulan).

great group (jenis tanah).

subgroup (macam tanah).

family (rupa tanah).

series (seri tanah).2.1 SISTEM KLASIFIKASI USDA

Sebagai dasar dalam klasifikasi sistem USDA, sifat yang paling penting ialah ada atau tidaknya horison tertentu. Karena horison sangat penting membantu dalam menentukan tempat tanah dalam sistem klasifikasi.2.1.1 Horison Tanah

Horison tanah ialah lapisan di dalam tanah yang lebih sejajar dengan permukaan tanah dan mempunyai sifat-sifat akibat proses-proses pembentukan tanah yang berbeda-beda antara lapisan yang satu dengan lapisan yang lainnya.

Horison ini umumnya dapat dibedakan setidak-tidaknya dari karakteristik yang dapat dilihat dan di ukur di lapangan seperti : warna, struktur, tekstur, konsistensi, dan ada atau tidaknya karbonat.

Menurut kriteria yang kita gunakan, horison diidentifikasikan sebagian dengan morfologi dan sebagian lagi dengan sifat-sifat yang menutupi dan membawahi horison.

Jadi mengidentifikasikan horison, pengukuran-pengukuran atau analisis di laboraturium kadang diperlukan untuk melengkapi pengamatan lapangan.2.1.2 Macam-macam horison dan lapisannya.

1. Horison Organik.

O:Horison organik dari mineral tanah.

a. Terbentuknya dan pembentukannya pada bagian permukaan dan tanah-tanah mineral dan di atas dari bagian mineral.

b. Didominasi oleh bagian organik segar atau melapuk sebagian.

c. - Mengandung > 30% bahan organik bila fraksi mineral >5% liat.

Mengandung > 20% bahan organik bila fraksi mineral tidak mengandung liat.

O1:Horison organik yang terdiri dari bentuk asli bahan organik penyusunan dapat dilihat dengan mata biasa.

O2:Horison organik yang bentuk asli dari tanaman atau hewan (bahan organik) tidak dapat dikenal dengan mata biasa.

Catatan:Horison organik di dalam tanah organik belum didefinisikan.

2. Horison mineral dan lapisan-lapisannya.

A:Horison mineral terdiri dari :

1. Horison-horison dan akumulasi dari bahan organik yang dibentuk atau pembentukannya pada atau dekat dengan permukaan tanah.

2. Horison yang mengalami pencucian liat atau aluminium sehingga mengakibatkan akumulasi dari quartz atau mineral-mineral resisten lainnya dalam bentuk pasir atau debu.

3. Horison yang mendekati 1 atau 2 di atas tapi transisi ke B atau C di bawahnya.

A1:Horison mineral, dibentuk atau pembentukannya pada atau dekat dengan permukaan yang bentuknya ditekankan pada akumulasi dari humus bahan organik yang sangat erat kaitannya dengan reaksi mineral.

A2:Horison mineral yang kehilangan liat, besi atau aluminium yang akibatnya terjadi penimbunan dari quartz atau mineral resisten lainnya dalam bentuk ukuran pasir atau debu.

A3:Horison transisi antara A dan B yang dipengaruhi oleh sifat karakteristik dari A1 atau A2 tetapi mempunyai beberapa sifat kurang penting/menyerupai B.

AB:Horison transisi antara A dan B yang bagian atasnya dipengaruhi oleh sifat-sifat A dan bagian bawah dipengaruhi oleh sifat-sifat B dan kedua bagiannya tidak sesuai dipisahkan kedalam A3 dan B1.

A dan B: Horison yang akan dikualifikasikan ke A2 termasuk bagian-bagian yang menyokong 50% dari volume yang akan dikualifikasikan sebagai B.

A C:Horison transisi antara A dan C, mempunyai sifat-sifat dari A dan C, tetapi tidak lebih mirip ke sifat-sifat yang dipunyai baik A atau C.

B:Horison mineral di dalam mana bentuk dominan atau bentuk adalah satu atau beberapa dari sebagai berikut :

1. Akumulasi dari silikat, liat, besi, aluminium atau humus tersendiri dan terkombinasi.

2. Akumulasi residu dari seskuioksida atau liat silikat, secara tersendiri atau campuran yang telah dibentuk oleh selain larutan atau larutan garam yang lain.

3. Adanya kutan (coating) atau sesquioksida yang dapat memberikan warna lebih gelap lebih kuat atau lebih merah dari horison di atas dan di bawahnya, tanpa adanya iluvial dari besi dan tidak memenuhi syarat 1 dan 2 di atasnya.

4. Penghancuran dari bahan dari keadaaan aslinya dalam horison ini, yang tidak termasuk 1, 2, dan 3 di atas yang membentuk liat silikat, membebaskan oksida-oksida atau keduanya dan membentuk struktur granular, blocky atau prismatik.

B1:Horison transisi antara B dan A1 atau antara B dan A2 di dalam mana horison dipengaruhi oleh sifat-sifat B2 tetapi mempunyai beberapa sifat dari A1 dan A2.

B dan A : Setiap horison dikualifikasikan sebagai B dalam 50% dari volumenya termasuk bagian-bagian yang termasuk sebagai A2.

B2:Bagian dari B horison di mana sifat-sifat dari B dipakai sebagai dasar, tanpa ada sifat-sifat lain yang karakteristik yang ditunjukkan oleh tambahan bahwa horison adalah transisi ke A atau ke C atau R.

B3:Horison transisi antara B dan C atau yang sifat dari diagnostik lapisan B2 cukup jelas nampak, tetapi berkaitan dengan sifat-sifat C atau R.

C:Horison mineral atau lapisan, tidak termasuk bedrock mungkin menyerupai atau tidak menyerupai dari mana solum yang diduga berasal.

Relatip sedikit dipengaruhi oleh proses pedogenik dan kekurangan sifat diagnostik A atau B termasuk bahan dari :

1. Pelapukan di luar daerah aktivitas biologi.

2. Sedimentasi, perkembangan kerapuhan, perkembangan berat jenis yang tinggi dan sifat fragipan lainnya.

3. Gleying.

4. Akummulasi CaCO3 dan MgCO3 atau garam-garam.

5. Sementasi oleh akumulasi sebagai CaCO3 atau MgCO3 atau garam-garam.

6. Sedimentasi oleh bahan silikat larutan alkali atau oleh besi dan silikat.

R:Membawahi batuan induk yang kompak, seperti granite, sanstone atau limestone. Jika diduga menyerupai bahan induk lapisan di atasnya atau horison dibentuk, maka diberikan simbol R.

Jika diduga tidak menyerupai bahan di atasnya maka simbol R diikuti oleh angka romawi yang menunjukkan Lithologik discontinuity atau berasal dari bahan induk lain.

Berdasarkan klasifikasi tanah Amerika Serikat, terdapat 12 order, yaitu:

1. Entisol. 6. Vertisol 11. Andosol

2. Inceptisol 7. Alfisol 12. Gelisol

3. Aridisol 8. Ultisol

4. MoIlisol 9. Oxisol

5. Spodosol 10. Histosol

IV.SIFAT FISIKA TANAH

Sifat fisika tanah adalah sifat-sifat yang dapat diamati dan dapat diukur dengan satuan (unit) tertentu. Misal dalam gram, cm, ton, cm/jam. Juga merupakan sifat morfologi tanah.4.1 Warna Tanah

Sebagai petunjuk beberapa sifat fisika tanah

Perbedaan warna tanah dipengaruhi oleh beberapa faktor;

1. Kandungan bahan organik (makin tinggi bahan organik, tanah makin berwarna gelap)

2. Drainase,

Drainase baik, tanah berwarna merah/kuning Drainase buruk, tanah berwarna abu-abu /kebiruan/kehitaman 3. Unsur-unsur logam (mineral)

Besi : Fe (ferrum) ( Fe +2 ( fero) kuning ( Fe3+ (ferri) merah Mangan: Mn ( Mn2+ ( Mn4+ (hitam ) Fe203 : mineral hematit (berwarna merah) Fe203. 3H20 : mineral limonit (berwarna kuning kecoklatan)

4. Basah / kering

Makin basah tanah akan berwarna makin gelap Warna tanah ditentukan dengan bantuan warna standard (baku) yaitu menggunakan Buku Soil Munsell Colour Chart Warna tanah disusun oleh 3 (tiga) variabel: HUE : Warna tanah dominan/spektrum yang dominan

VALUE : Gelap terangnya warna, tergantung dan banyak sedikit warna yang dipantulkan

CHROMA : Menujukan kemurnian atau kekuatan warna spektrum Dalam buku tersebut tercantum :

* Hue: - Spektrum dominan paling merah (5R /Red), palinguning (5Y /Yellow)

5R; 7,5YR; 2,5 YR; 7,5YR; 1OYR; 5Y)

- Tanah tereduksi (tergenang air) yaitu 5G(Grey) 5GY; 5BG dan N (Netral).

* Value : dinilai 0 - 8 (makin tinggi Value, makin terang)

* Chroma : dinilai 0 - 8 ( makin tinggi Chroma, kemurnian spektrum atau kekuatan warna spektrum meningkat).Warna tanah menurut buku Soil Munsell Colour Chart .

Contoh;

- Hue :7,5YR - Value : 5 ] ---- > 7,5 YR 5/4 (Coklat)

- Chroma : 4

- Hue : 7,5YR -

- Value : 4 ] ---- > 10YR4/6 (merah )

- Chroma : 64.2 Tekstur Tanah Tanah terdiri dan berbagai ukuran butir/partikel atau fraksi tanah.

Ukuran butir tanah 2 mm tergolong kerikil (gravel) atau batu (stone).

Partikel tanah dibedakan berdasarkan ukuran diameter:

- Fraksi pasir : 2mm - 0,05 mm (2000 - 50 )- Fraksi debu : 0,05 mm - 0,002 mm (50 - 2 - Fraksi liat : berdasarkan kasar atau halusnya partikel tanah dengan menggesekkan tanah basah diantara dua jari (ibu jari dengan telunjuk ) - Kasar : jari terasa sakit - Agak kasar : jari terasa agak sakit - Sedang : tidak terasa sakit - Agak halus : terasa agak licin - Halus : terasa licin dan lengket Kuantitatif : dengan melarutkan 100 gram tanah dalam 1 liter air kemudian ditambahkan larutan dispersant seperti Na H2 PO4 agar dispersi sempurna. Sehingga diketahui jumlah ( %) pasir, debu dan liat. Perbandingan jumlah (%) fraksi pasir, debu dan liat disebut tekstur. Dari kombinasi persentase (%) ke-3 fraksi tersebut diperoleh 12 macam kelas tekstur :

Kelas tekstur di kelompokkan menjadi 5 (lima) golongan yaitu kasar, agak kasar, sedang, agak halus dan halus

Bertekstur Kasar ( tanah berpasir):

1. Tekstur pasir

2. Tekstur pasir berlempung

Bertekstur Agak Kasar ( tanah berpasir halus )

1. Lempung berpasir

Bertekstur Sedang(tanah berlempung)

1. Lempung

2. Lempung berdebu 3. DebuBertekstur Agak Halus ( tanah berliat )1. Lempung liat berpasir.2. Lempung liat berdebu

3. Lempung berliat

Bertekstur Halus ( tanah liat )1. Liat berpasir2. Liat berdebu

3. LiatMenetapkan tekstur dilapangan ( kualitatif ) : dapat dilakukan dengan memijit/ menggesekan tanah basah di antara jari tangan (ibu jari dan telunjuk ), dirasakan kasar atau halusnya.

Contoh :

1. Tekstur pasir:

- Rasa kasar dengan jelas

- Tidak melekat/lengket

- Tidak dapat dibentuk bola atau gulungan

2. Pasir berlempung:

- Rasa kasar jelas

- Sedikit sekali melekat/lengket

- Dapat dibentuk bola, tapi mudah sekali hancur.

3. Lempung Berpasir:

- Rasa kasar agak jelas

- Agak melekat

- Dapat dibuat bola, mudah hancur

4. Lempung:

- Rasa tidak kasar dan tidak licin

- Agak melekat/lengket - Dapat dibentuk bola agak teguh, dapat sedikit di gulung dengan permukaan mengkilat 5. Lempung berdebu:

- Rasa licin

- Agak melekat

- Dapat dibentuk bola, agak teguh, dapat digulung dengan permukaan mengkilat.

6. Debu:

- Rasa agak licin - Agak melekat

- Dapat dibentuk bola yang teguh, dapat dibentuk gulungan tapi agak

mudah hancur.

7. Lempung liat berpasir - Rasa halus dengan sedikit bagian agak kasar

- Agak melekat

- Dapat dibentuk bola agak teguh hingga teguh, dan mudah digulung. 8. Lempung liat berdebu - Rasa agak licin

- Dapat membentuk bola teguh, gulungan mengkilat.

- Lengket 9. Lempung berliat

- Rasa agak licin

- Membentuk bola agak licin, digulung mudah hancur.

- agak lengket 10. Liat berpasir:

- Rasa halus, berat dan terasa melekat/lengket - Dapat dibentuk bola teguh mudah digulung.

11. Liat berdebu:

- Rasa halus, berat, agak licin

- Sangat lengket.

- Dapat dibentuk bola, mudah digulung

12. Liat: - Rasa berat, halus

- Sangat lekat (lengket)

- Dapat dibuat bola, mudah digulungMenetapkan tekstur di laboratorium (kuantitatif) : lebih akurat

dilarutkan dalam air serta diaduk (Stir) diberi H202 sebagai pelarut bahan organik. diberi dispersant agar dispersi sempurna (NaH2P04) ditentukan liatnya dengan hydrometer disaring sehingga diperoleh pasir dan debu. Fraksi ini kemudian ditimbang lalu fraksi debu dapat dihitung dengan rumus = 100 gram - ( pasir + liat) gram. kemudian dihitung dalam prosentase. plot dalam segitiga tekstur menurut USDASusunan butiran pasir, debu, dan liat berpengaruh besar pada sifat-sifat tanah.4.3 Struktur TanahStruktur tanah : ukuran, bentuk dan susunan partikel primer (merupakan gumpalan kecil dari pasir, debu dan liat dan atau bahan organik /kation ).

Partikel primer membentuk partikel sekunder (agregat) yang terbentuk secara alamiah) Butir tunggal bergabung membentuk gumpalan kecil/agregat (ped) secara alamiah. Jika tanah diolah akan membentuk gumpalan besar (clod). Ukuran agregat /struktur beberapa mm hingga beberapa cm

Struktur tanah mempengaruhi:

- Tata air (drainase ) - Tata udara (airasi ) - Ketersediaan unsur hara

- Kegiatan jasad mikro

- Penetrasi akar tanamanStruktur tanah dibedakan:

1. Bentuk ( Tipe) Lempeng (platy) : sumbu vertikal lebih pendek dari sumbu horisontal. Kubus (kubik/blocky) : sumbu vertikal sama dengan sumbu horisontal. Prismatik : sumbu vertikal > sumbu horisontal. Sisa atas tidak membulat. Tiang (columnar) : sumbu vertikal > sumbu horisontal. Sisa atas membulat. Granular : membulat dan banyak sisi. Masing-masing agregat (ped) tidak porous. Remah (crumb) : membulat atau banyak sisi sangat porous. Masing-masing agregat (ped) bersifat porous.2. Ukuran ( Kelas ) Sangat halus : 1-2 mm Sedang : 2-5 mm Kasar

: 5-10 mm Sangat kasar : > 10 mm 3. Kemantapan ( Perkembangan) Lemah : struktur/agregat dapat dilihat, tetapi mudah rusak dan mudah hancur. Sedang : struktur/agregat agak kuat dan tidak mudah hancur. Kuat : stuktur/agregat tidak mudah rusak.Tanah yang tidak berstruktur yaitu : Butir-butir tanah tidak melekati satu sama lain, struktur lepas (loose), misalnya tanah pasir. Butir-butir kompak (massive) atau pejal. Struktur tanah yang baik granuler dan remah karena : Mempunyai tata udara yang baik. Pori-pori tidak mudah tertutup akibat agregatnya stabil (tidak mudah slaking)4.4 Kemantapan Agregat Agregat yang mantap adalah agregat yang tidak hancur oleh pukulan air hujan atau karena pengolahan tanah.

agregat mikro : beberapa mm agregat makro : beberapa cmAgregat terbentuk akibat flokulasi (sementasi), terdiri dari : liat + debu + pasir + bahan organik. Kemantapan agregat berkaitan dengan: tekstur tanah jenis liat ion-ion pada permukaan koloid tanah jenis dan jumlah bahan organik tanah populasi jasad mikro yang menghasilkan senyawa organik, fungi (pengikat butir agregat tanah)

Untuk membentuk agregat dari butir-butir tunggal perlu pengikat sehingga agregat bisa bertahan (utuh). Sebagai perekatnya terdiri dari : koloid liat, oksida-oksida Fe, Al, Mn dan bahan organik.

Berat Jenis penting untuk:

menghitung kebutuhan air menghitung kebutuhan pupuk per hektare yang didasarkan kepada berat tanah

Contoh,

Berapa berat tanah 1 hektar, sedalam 20 Cm dengan berat jenis 1,2 g/Cm3 (1,2 kg/dm3)

1Ha = 100 m x l00 m = l000 dm x l000 dm x 2 dm x l,2 Kg/dm3 = (1000 x 1000 x 2 ) dm3 x 1,2 Kg / dm3 = 2 400 000 Kg

= 2 400 ton

4.5 Pori-pori

Pori-pori adalah bagian(ruang) yang tidak terisi oleh padatan tapi terisi oleh air dan atau udara

Pori-pori ada 2 macam yaitu:

1. Pori-pori makro (besar/kasar), terisi oleh udara atau air gravitasi

2. Pori-pori mikro (kecil/halus), terisi oleh air kapiler/udara

Tanah pasir : pori-pori makro lebih banyak dari tanah liat

Tanah dengan pori-pori makro sulit menahan air sehingga tanah mudah kekeringan.

Tanah liat : total pori (makro mikro) lebih besar dari pada tanah pasir

Porositas tanah dipengaruhi oleh:

- Kandungan bahan organik

- StrukturTanah

- Tekstur Tanah

Bahan organik tinggi, porositas tanah juga tinggi.

Struktur granuler/remah: porositas tinggi dibandingkan pejal

Tekstur pasir (kasar) : Porositas tinggi terutama pori-pori makro dibandingkan mikro,

sehingga sulit menahan air.

Tekstur halus mempunyai pori-pori mikro lebih tinggi dibandingkan makro

4.6 Permeabilitas/PerkolasiAir yang masuk kedalam tanah melalui permukaan tanah;

- Infiltrasi, bergerak mengalir turun karena tarikan gaya gravitasi

- Perkolasi, yaitu pergerakan air dari atas ke bawah/kesamping

* Permeabilitas adalah kemampuan tanah melewatkan air per satuan waktu (cm /jam).

4.7 KonsistensiKonsistensi tanah adalah sift yang melukiskan kekuatan merekat butir tanah satu dengan yang lainnya. Hal ini timbul karena gaya kohesi dan adhesi dalam tanah pada berbagai kandungan air. Konsistensi dipengaruhi oleh struktur, bahan organik, jenis dan jumlah koloid liat dan kandungan air.

Kondisi kering : tanah memiliki konsistensi : lepas, lemah, agak keras, keras, sangat keras atau ektrim keras. Tanah yang liatnya tinggi sangat keras, butir kuat. Kondisi lembab: tanah lepas, sangat gembur, teguh melekat satu dengan yang lain, sangat teguh atau ekstrim teguh. Kandungan air tanah pada separuh pori-pori berisi air adalah saat yang paling tepat melakukan pergolahan karena agregat mudah terpisah menjadi agregat yang lebih kecil. Kondisi basah : konsistensi tidak plastis, agak plastis, plastis dan sangat plastis. Plastisitas adalah kemampuan tanah mengambil bentuk dan bertahan dalam bentuk baru tersebut

Sangat basah memiliki konsistensi tidak lekat, agak lekat, lekat dan sangat lekat,

tergantung dari kandungan jenis frasksinya. Tanah yang mengandung fraksi liat yang tinggi, konsistensinya plastis dan lekat.

Mudah atau tidaknya air hilang didalam tanah menentukan kelas drainase tanah. Air hilang melalui permukaan tanah maupun peresapan (perkolasi) kedalam tanah. Kelas drainase dibedakan mulai dari yang terhambat (tergenang) sampai air hilang sangat cepat. Kelas drainase ditentukan di lapangan dengan melihat gejala-gejala pengaruh air didalam profil tanah seperti pucat, kelabu, atau bercak-bercak karatan (mottling atau konkresi ). Pucat atau kelabu kebiruan petunjuk tergenang air (drainase buruk) Bercak -bercak karatan terjadi basah / tergenang dan kering berulang-ulang sehingga udara (oksigen ) dapat masuk. Merah kecoklatan : tidak pernah tergenang (drainase baik).

4.8 Air tanahAir berperan penting dalam tanah (no water, no agriculture) untuk:

pelapukan mineral pelapukan bahan organic pelarut unsur hara pengisi sel tanaman dan memenuhi kebutuhan tanaman dalam fotosintesis/respirasi (metabolisme)Kelebihan air dapat menyebabkan:

pencucian atau menghanyutkan unsur hara mengurangi ketersediaan O2Air berpengaruh penting terhadap sifat fisik dan kimia tanah. Air yang diserap tanaman 99% diuapkan lagi ke atmosfer (dalam bentuk evapotranspirasi) melalui stomata. Air bersifat polar (bipolar), ada muatan positif dan negatif. Polaritas menentukan hidrasi yaitu gaya tarik molekul-molekul air terhadap ion-ion terlarut. Air dapat meresap dan ditahan didalam tanah karena adanya gaya-gaya adhesi, kohesi dan gravitasi. Berdasarkan gaya-gaya tersebut. air dalam tanah dibedakan atas:

1. Air Adhesi : satu lapisan film air yang menyelimuti partikel/agregat tanah. Bisa hilang kalau dipanaskan

2. Air Higroskopis (air pada kering udara/ air dry)

lapisan air yang tipis, tidak dapat diserap oleh tanaman jumlah air tergantung macam koloid liat dan kelembaban udara pF 4,7, atau tegangan 50atm3. Air Kapiler

air kapiler adalah air yang mengisi pori-pori gaya adhesi dan kohesi lebih besar dan gaya gravitasi air ini dapat bergerak kesamping atau keatas sebagian besar dapat diserap oleh tanaman Air ini dapat dibedakan 2 macam : 1. Air Titik Layu Permanen (Permanent Wilting Point = P.W.P.)

pF 4,2 atau tegangan 15 atm tanaman tidak mampu lagi menyerap air dari tanah sehingga tanaman menjadi layu (baik siang maupun malam) tanaman akan layu dan mati. Tapi di gurun, tanaman mampu menyerap hingga tegangan air pada 40 atm yaitu kaktus. 2. Kapasitas Lapang ( Field Capacity= F.C. )

pF 2,54 atau tegangan 1/3 atm jumlah air maksimum yang mampu ditahan (dipegang) oleh tanah terhadap gaya gravitasi. Air ini dapat diserap atau menguap sehingga tanah makin kering menuju Titik Layu Permanent.

Jumlah kandungan air dalam tanah berhubungan erat dengan besarnya tegangan air

(moisture tension) dalam tanah tersebut. Besarnya tegangan air menunjukan besarnya

tenaga yang diperlukan untuk menahan air tersebut didalam tanah.

Diukur dengan satuan bar, atm, cm air atau log cm air ( pF) 1 atm = 1,0127 bar = 76 Cm Hg

1 bar = 75 Cm Hg

Air dalam tanah dipengaruhi oleh beberapa gaya yang memberi air energi. Gaya-gaya ini termasuk gaya gravitasi, kapiler, dan osmotik.

Gaya kapiler (gaya matrik) yaitu gaya yang berasal dan butiran tanah (penyusun tanah) Gaya osmotik yaitu gaya tarikan dari ion-ion bermuatan (kation/anion) terhadap molekul air Gaya gravitasi yaitu gaya tarik bumi/kebawah.Tekanan adalah gaya per satuan luas. Tekanan 1 bar berat (gaya) dan air setinggi 1020 Cm, yang bekerja pada bidang seluas 1 Cm2. 1 atm = l033 Cm kolom air (76CmHg )4.9 Air TersediaAdalah selisih antara air pada kapasitas lapang dikurangi kadar air pada titik layu permanen.

Gambar : Kurva Karakteristik Air

Sifat air yang (di) bipolar:

1. Kation-kation seperti Ca+2, K+ dan Na+ menjadi terhidrasi melalui tarikan ke kutub negatif dari molekul air. Pada waktu kation terhidrasi energi juga dibebaskan, gejala ini disebut panas larutan. partikel lempung mengalami hidrasi energi yang dilepaskan disebut Panas pembasahan

2. Liat bermuatan negatif menarik molekul air melalui kutub positif molekul air3. Membantu proses pelarutan garam, karena komponen ion garam mempunyai afinitas lebih besar terhadap molekul air dari pada terhadap sesamanya.4.10 Tegangan PermukaanGaya tarik-menarik antara sesama molekul air lebih besar dari pada antara molekul air dan udara di atasnya, sehingga air berperiaku seolah-olah permukaannya tertutup oleh selaput lentur (konkaf). Berperan penting dalam gerakan air tanah, yang disebut kapilaritas

V. SIFAT KIMIA TANAHSifat Kimia Tanah mempelajari : reaksi kimia larutan tanah dengan fase padat tanah mobilitas unsur hara ( unsur kimia) meliputi larut atau mengendapnya unsur hara. 5.1 Reaksi TanahReaksi tanah menunjukan sifat kemasaman atau alkalinitas/kebasaan dan dinyatakan dengan pH ( potential of hydrogen ) pH= -log [H+ ]= log 1

[ H+] pH tanah menunjukan konsentrasi H+ dalam tanah.Makin tinggi konsentrasi [H+], pH makin turun/ kecil

Makin rendah konsntrasi [H+], pH makin naik/tinggi. H20 < ----- > [ H+ ] + [ OH-] [ H+] x [ OH-] = 10-14 mol/liter (Konstanta) log [ H+ ] + log [OH-] = log [ 10-14] pH + pOH = 14

Peranan reaksi/kemasaman tanah ( pH ):

1. Menentukan kelarutan unsur-unsur hara atau tersedianya unsur hara untuk tanaman.

pH rendah : unsur P difiksasi oleh Al+++ -----> AlPO4 pH tinggi : unsur P difiksasi oleh Ca ----- > Ca3(P04)22. Menunjukan kemungkinan adanya unsur-unsur beracun seperti Al+++, Mn4+, Al +++ merupakan racun bagi akar tanaman kedele, SO4-- bersifat racun bagi tanaman. Keracunan unsur mikro : Fe, Mn, Zn, Cu, Co dan lain-lain

3. Mempengaruhi perkembangan mikro-organisme

Bakteri berkembang baik path pH 5,5 (Rhizobium > pH 5,5)

Jamur berkembang pada pH rendah atau asam. Mengubah pH:

pH rendah bisa dinaikkan dengan menggunakan kapur ( CaCO3, CaO dan Ca(OH)2 ) dan Dolomit ( CaMg (C03)2). pH tinggi dapat diturunkan dengan inenggunakan Belerang (S) SO4 Sumber Kemasaman:

Asam firuvat Asam- asam Organik :- - Asam fulvic - Asam Citrat Asam-asam Anorganik : HCL, H2S04 Ion Al +++ dapat tukar, A13+ ++ + H20 -( Al+(OH)3 + 3H+ Micel H H (Larutan)Misel( = Mikro sel) butir koloid bermuatan listrikKemasaman aktif (Aktual) ( ditentukan oleh ion H+ dalam larutan tanah Kemasaman potensial : ditentukan oleh H+ yang teradsorbsi oleh misel % Kejenuhan basa = Jumlah basa dapat tukar x 100 % KTK

Sumber Alkalinitas:

Hidrolisis dari garani-garam alkalis: CaCO3, MgCO3 dan NaHCO3 Kation-kation dapat tukar (basa-basa): Na+, K+, Mg++, Ca++ Unsur hara Esensial (makro) dan bentuk yang diabsorpsi tanaman :1. Karbon (C)

: CO2- -, HCO3 2. Hidrogen (H)

: H+, OH-3. Oksigen (O)

: - senyawa dengan unsur lain4. Nitrogen (N)

: NH4+, NO3-5. Fosfor (P)

: PO4---, H2PO4 - ,HPO46. Kalium (K)

: 4K7. Kalsium (Ca)

: Ca++8. Magnesium (Mg): Mg++9. Sulfur (S)

: SO4 ++, S-- Unsur Hara Non Esensial :1. Kobalt (Co)

: Co2. Khlor(C1)

: Cl-3. Aluminium (Al): Al+++4. Silikon (Si)

: SiO4---5. Besi (Fe)

: Fe ++ , Fe +++6. Mangan (Mn)

: Mn ++, Mn04 7. Molibdenum (Mo): Mo ++8. Boron (B)

: B ++9. Tembaga (Cu)

: Cu ++10. Seng(Zn)

: Zn++11. Khlor(Cl)

: Cl Reaksi Enzimatik : Oksidasi Reduksi Koloid Tanah :

Bahan mineral dan bahan organik tanah yang halus sehingga mempunyai luas permukaan per Satuan berat/massa. Contoh : Clay ( liat ): koloid anorganik Humus

: koloid organik Koloid berukuran Liat : < 2: tidak semua fraksi liat termasuk koloid. Koloid: bagian dari liat (tanah) yang sangat aktif dalam reaksi fisika- kimia di dalam tanah.

Partikel Koloid : Misel (mikro sel), umumnya bermuatan negatif, sehingga ion-ion positif (kation) akan tertarik sehingga terbentuk lapisan ganda ion (double layer) Mineral hat : berukuran < 2, terbentuk karena:

1. kristalisasi (sintesis) dan senyawa-senyawa hasil pelapukan mineral primer2. Alterasi yaitu penghancuran langsung dan mineral primer.

Seperti contoh : Mineral hat Al-silikat Oksida-oksida Fe dan Al Mineral-mineral primer. Mineral skunder (liat ) bermuatan negatif:

1. Kelebihan muatan negatifpada ujung-ujung patahan kristal

Si - tetrahedral Al - oktahedral2. Disosiasi H+ dan gugus OH- yang terdapat pada tepi atau ujung kristal.3. Substitusi isomorfik : Pergantian dalam struktur kristal oleh kation lain yang mempunyai ukuran yang sama tetapi dengan muatan (valensi) yang berbeda.Contoh : Mg ++/Fe++ menggantikan Al - dalam A1-oktahedral sehingga terjadi kelebihan muatan negatif pada liat. Koloid Organik:

C amorf : adalah Humus dengan KTK lebih tinggi Lebih mudah hancur dibandingkan liat muatan Humus 4 tergantung pada pH (pH dependent charge) artinya anuatan dapat berubah mengikuti perubahan pH. Dalarn situasi asam (H-f) 4 H dipegang kuat oleh dalam karboksil atau phenol Asam Fulvik : Berat molekul yang paling kecil Aktifdalarn reaksi

Humus (Asam Humik) : B.M Sedang aktif dalam reaksi Asam Humin : B.M paling besar Gelap tidak aktif dalam reaksi kimia5.2 Kapasitas Tukar Kation (KTK= CEC)Kation : ion bermuatan positif. Ca2+ , Mg2+, K+ , Na+ , NH4+, Al3+ , dsb. Jumlah kation yang dijerap (absorbsi) oleh tanah dalam m.e/1 00 g tanah. Kation yang terabsorbsi dapat diganti oleh kation lain yang terdapat dalam larutan tanah yang disebut Pertukaran kation.Satuan KTK m.e / 100g

satuan m.e dapat di ubah menjadi berat atau ppm, ppb, permil, persen

Misal: 1 m.e H+ = 1mgH (berat atom H =1, Valensi = 1)

1 m.e

= 1 mili gram hidrogen1 m.e K= 39mg (Berat Atom K = 39, Val = 1)

1 m.e Na= 23mg (Berat Atom Na = 23,Va1= 1)

1 m.e Ca = 40 mg /2 = 20 mg (Berat Atom Ca = 40,Val = 2)

1 m.e Mg = 24 mg/2 = 12 mg ( Berat Atom Mg = 24, Val =2)

Jika, K dalam Tanah 0,6 m.e/100 g

= 0,6 X 39 mg / 100g

= 23,4 mg/100000 mg = 234 mg/1000000 mg

= 234 ppm

Jika, Ca dalam tanah = 21,5 m.e/100 g

= 21,5 X 40 / 2 mg / 100 g

= 21,5 X 20 mg / 100 g

= 430 mg / 100 g

= 430 mg / 100000 mg

= 4300 mg / 1000000 mg= 4300 ppmContoh : KTK Koloid ;

Koloid

= 50 m.e / 100 gBahan Organik

= 100 300 m.e / 100 gVermikulit

= 100 150 m.e / 100 gMontmorilonit

= 60 100 m.e / 100 gKhlorit

= 20 40 m.e / 100 gKaolinit

= 5 16 m.e / 100 gSesquioksida (A12O3 , SiO3)= 0 3 m.e / 100 g Karena adanya muatan tergantung pH (pH - dependent Charge) koloid tanah, maka dalam menentukan KTK di laboratrium harus didasarkan pada pH larutan pengestrak. Amonium asetat (CH3COONH4)

pH = 7 (Buffer)

macam ekstraksi Garam netral (1 N KCI) - tanpa buffer BaCI + Trietanol amin buffer pada pH 8,2 Buffer CHlCOONH4 (buffer 7,0)

Untuk tanah-tanah yang memiliki pH 7, nilai KTK akan lebih besar dari nilai KTK yang sebenarnya. Sebaliknya untuk tanah-tanah dengan pH > 7, hasil analisis KTK lebih rendah dan KTK sebenarnya. Garam Netral (1 N KCI)

bila tanah diekstrak dengan I N KCI (garam netral), maka air cuciannya basa-basa. Air Cucian (Leachate) akan mengandung H dan A1 ( H dapat dipertukarkan) tanpa penyangga. Juga terdapat : Ca2+, Mg2+, K+. Na+ dan lain-lain. Jumlah Ca , Mg , K , Na dan ditambah kation lainnya tiap 100 gram tanah disebut KTK - Effectif yang berasal dari muatan permanen (KTK pada permanen CEC). KTK Efektif Aldd (1 N KCI) + Jumlah basa tukar (NH4OAc)Bila tanah telah di ekstrak I N KCI kemudian + BaCI - TEA pH 8,2, maka H+ yang berasal dan bahan muatan tetap akan di ekstrak (H dan gugus OH dan ujung patahan kristal liat, karboksil (OH).KTK tiap tanah berbeda

KTK Tanah

= KTK liat + KTK humus

KTK Humus

= 100 300 m.e / 100 gKhlorit

= 10 40 m.e / 100 gMontmorilonit

= 80 150 m.e / 100 gIllit

= 10 40 m.e / 100 gKaolinit

= 3 15 m.e / 100 gHaIoysite. 2H2O= 5 10 m.e / 100 gHaloysite

= 41 120 m.e / 100 gSeskuioksida

= 0 3 m.e / 100 g5.3 KTK erat kaitanya dengan kesuburan tanah.

KTK tinggi : Mampu menyerap unsur hara Menyediakan unsur hara Menghindari tercucinya unsur hara Pada tanah koloid liat montmorilonit + humus yang tinggi. KTK rendah:

Pada jenis liat kaolinit Pada Oksisol < 16 m.e / 100 g Pertukaran Anion

Jumlah sedikit karena adanya muatan liat positif. KTA (Kapasitas Tukar Anion) : dijumpai pada mineral Amorf liat Al - Oksida, Fe - Oksida, liat kaolinit meskipun sedikit.

Muatan positif terjadi akibat patahan kristal mineral liat. pergantian OH oleh anion lain pada oksida Fe & Al akibat pergantian gugusan OH- oleh anion-anion lain.Pertukaran Anion : (NO3-), C1- (Khlor), Fosfat (PO43-), Sulfat (SO42-).5.4 KEJENUHAN BASA (KB) Kation Unsur hara tanaman berbentuk kation (basa) kation jerapan (adsorpsi) pada permukaan koloid.

Basa

: Ca2+, Mg2+, K+ dan Na+ Asam

: H+ dan Al3+Kejenuhan Basa (KB) adalah Perbandingan antara jumlah kation-kation basa dengan semua kation ( kation basa + asam ) yang terdapat dalam komplek jerapan (adsorpsi) tanah.

KB = Kation Basa X 100 %

KTK

Basa : Unsur hara tanah mudah tercuci

KB Tinggi belum banyak mengalami pencucian

Tanah yang subur :berkaitan dengan pH tanah

pH rendah: KB rendah komplek absorbsi kebanyakan di isi oleh A13+ dan H+ pH tinggi: KB tinggi kompleks adsorpsi diisi oleh basa-basa.5.5 REAKSI TANAHReaksi Tanah menyatakan asam basa tanah

Proses-proses yang terjadi dalam tanah dipengaruhi oleh reaksi tanah Laju Dekomposisi baik mineral tanah maupun bahan organik tanah dipengaruhi oleh reaksi tanah. Reaksi tanah mempengaruhi ketersediaan unsur hara Jumlah H+ terlalu tinggi berpengaruh buruk (racun / toksik) terhadap tanaman (jika terdapat dalam konsentrasi tnggi).5.5.1 Asam Basa:1. Konsep Arhenius (1880 - 1890) :

Asam - senyawa yang mengandung / menghasilkan ion Hidrogen (H+) -

Rd. H2S04 dsb. Basa - senyawa yang menghasilkan OH

2. Konsep Bronsted - Lowry (1923) :

Asam - adalah suatu senyawa yang mampu menyumbangkan proton (donor proton.) Basa - adalah senyawa yang mampu menerima proton (akseptor proton)

HCl- i-r+crasam asam basa penerima proton HCI + H2O H3O + CI- Asam basa

H3O+ ion Hidronium

H2O- bersifat basa (karena penerima proton)3. Konsep Lewis (1923)

Asam - Senyawa yang dapat menerima suatu pasangan electron Basa - senyawa yang dapat menyumbang pasangan elektron.

H+ , OH-, HOfl(H2O)

Menerima menyumbang elektron

NH3 -Nf14

menerima penyumbang pasangan elektron

Pada larutan tanah - konsep Brownsted Lowiy dan Lewis dapat diterapkan.

Path kondisi lain - Arhenius dapat diterapkan.

Untuk mencirikan reaksi asam basa didalam tanah (kondisi masam/alkalin)

digunakan istilah pH: Istilah ini diperkenalkan Sorensen (1909):

pH = log 1/AH+ = - log AH+=log 1/(Hj=-Iog(H)

Hasil Kali Kelarutan = Hash kali konsentrasi ion cia/am larutan jenuh dan .wa!u

gzikar/anii

Disosiasi Air:

Molekul air mempunyai kecenderungan untuk Pecah (disosiasi): H dan 01-f

hidrngei hdroksiI

H205 HOH

Keq (Tetapan Disosiasi Air) = QJf X COW= 1,8 X I 06

CH2O

CH2O=55,5mol/liter

CI-I4XCOH 1,8x 10x55,5

Kw(produkion)= 1,01 x

Pada25C=298K

Kw = (]-I x C01{ = 10 4(pada 25 C)

- log (Hj log (01-f) = - log i0

atau - log (W) log (OFf) = 14

ataul pH+pOH14j -)tetap

Konsep Kemasaman Tanah

Kisaran pH tanah:

Berdasarkan tingkat relatif kemasaman, tanah dipisahkan kedalarn beberapa kelas

kemasaman atau kebasaan.

Tanah Masam 4 didaerah ikiim basah. Al, Fe, Mn 4 kelarutan tinggi

Tanah Basa 4 didaerah iklim Kering.

(senyawa-senyawa) (senyawa-senyawa) VI. BAHAN ORGANIK TANAH

Bahan organik tanah ( C-organik ) berasal dari pelapukan bahan tanaman, binatang, makro-mikro organisme dan sisa-sisa yang tahan lapuk.

Bahan tanaman yang hancur (binatang + mikrobia)

Bahan Organik Tanah (C)Biota tanah, mikroorganisme, dan akar tanaman

Bahan organik yang telah lapukTotal karbon ( C ) di alam > 1019 kg. Hanya sebagian kecil saja yang terlibat dalam siklus karbon (terutama bahan/ karbon organik pada permukaan tanah).Sebagian terbesar lagi terbenam dalam bumi sebagai sedimen :

karbonat di lautan

batuan beku

fosil ( batubara dan minyak bumi / alkana CnH2n+2 )

Karbon yang aktif (terlibat dalam siklus karbon ) di bumi terdapat di :

dalam mahluk hidup

dalam atmosfir

dalam bahan organik tanah yang tahan lapuk (humus ) sekitar 3 x 1015 kg atau 3 x C di atmosfir = mahluk hidup.

Gas karbon dioksida ( CO2 ) secara normal di atmosfir sebesar 0,03 % dan akibat aktivitas manusia bertambah 15% dari total karbon. Hal ini mengakibatkan pemanasan global.

Sumber bahan organik tanah yang terbesar adalah sisa-sisa tanaman berupa serasah, cabang, akar dan bagian yang jatuh dan exudath terdiri dari :

sellulosa ( polimer glukosa )

: 50 persen hemisellulosa ( polimer heksosa ): 20 persen

- lignin (resistant )

: 18 persen protein

: 5 persen pektin,gula,dll.

: 7 persen

Depolimerisasi sellulosa oleh mikroorganisme :

jamur

: Trichoderma, Fussarium dan Aspergillus bakteri

: Bassillus, Pseudomonas

+ 6 O2 6 CO2 + 6 H20 + energi

C6H12O6 ( aerobik )

2 CH3CH2OH + 2 CO2 + energi

(anaerobik)

Bahan organik tanah terdiri dari bahan organik yang sebagian atau seluruhnya melapuk. Di bagian lapisan atas tanah (top soil ) terdapat bahan organik hingga 5 persen, dan makin kecil di bagian bawah tanah. Bahan organik yang mudah lapuk ( 95 % dari total bahan organik tanah), membantu meningkatkan KTK, kapasitas memegang air dqan menstabilkan agregat mikro.

Sedangkan bahan organik yang sukar lapuk ( 5% ) seperti polisakarida seperti lignin akan membantu menstabilkan agregat makro. Bahan organik hidup seperti jamur, akar rambut dapat menstabilkan agregat makro. Bahan organik juga sebagai indikator penting dalam menentukan kesehatan tanah.

Kandungan bahan organik tanah dapat ditingkatkan dengan :

menanam tanaman penghasil bahan organik tinggi,

menanam tanaman yang berakar rambut banyak ( rumput, jagung, biji-bijian ),

tanaman penutup tanah,

pemberian kompost, pupuk kandang,

dll.Bahan organik tanah akan cepat berkurang (mengalami depolimerisasi ) bila tanah sering diolah dan mengalami oksidasi. Total karbon di bumi (alam) > 1015 kg

Hanya sebagian kecil saja yang aktif terlibat dalam siklus karbon

Sebagian besar lagi terbenam dalam bumi sebagai sedimen

Karbonat di lautan

Batuan beku

Fosil

-Karbon aktif di bumi :

1. Karbon dalam mahluk hidup2. Karbon dalam atmosfir3. Karbon dalam bahan organik tanah yang tahan

lapuk (residu) humus diduga : 3 x 1015 kg : 5 x C di atmosfir = mahluk hidup (no.1)Dalam beberapa hal, lebih dari 90 % dari bahan organik tanah dalam bentuk yang telah lapuk, walaupun terjadi perubahan bentuk dari satu bentuk ke bentuk lainnya.

6.1 Pelapukan Sisa Tanaman Sejauh ini sumber bahan organik tanah yang terbesar adalah sisa-sisa tanaman, berupa seresah, cabang akar, bagian yang jatuh dan exudat.

Lignin

Hemiselulosa

Protein

18 %2%

Asam amino & gula

20 %5%

Protein lignin, Pigmen

5%

50 %

selulosa

Jamur : Trichoderma

Fusarium Aspergillus

Bakteri :

Bakteri Pseudo

Aerobik:+ 6 O26 CO2 + 6 H2O + Energi

C6H12O6

Anaerobik:2 CH3 CH2 OH + 2 CO2 + Energi Selulosa Polimer glukosa Dekomposisi selulosa oleh energi Hemiselulosa :

Polimer hexosa,

Lignin :

Bagian yang paling resistant

R

C

C

HC C

C C C C -

C

C

R

6.2 Koloid Bahan Penyusun Tanah

Organik:humus, protoplasma & dinding sel mikrobia.

Penyusun Tanah

Inorganik:(batu, kerikil), pasir, debu, dan liatKoloid < 2 m

Partikel sangat halus, mendekati ukuran molekul

50 A0 (5 m) 2 m

Humus bersifat hidrofilik

Liat (clay)hidrofobikdapat diflokulasikan

hidrofiliktidak dapat diflokulasikan

Partikel koloid yang disekelilingi oleh kulit hidrasi disebut misel.6.3 Komponen Organik (Bahan Organik Tanah) Komponen hidup ( akar tanaman, flora,fauna )

Komponen mati (pernah hidup) : masih tampak dengan tanaman asli ( kasar ) untuk memperbaiki sifat fisik tanah bahan yang terlapuk sempurna untuk memperbaiki sifat kimia tanahJaringan tanaman : C, H, O, N, S, dan P dan kation Ca, K, Mg, Na, Si, Fe, dll.

anorganik

abu ; 10%

- organik :

karbohidrat (polisakarida) asam amino / protein lipid (lemak ) asam nukleat lignin humusPolisakarida tanah dapat dilindungi dari degradasi interaksi dengan konstituen-konstituen tanah lainnya seperti liat dan kation-kation logam. Terutama dengan mineral liat yang mengembang diantara misel (mites misil) melindungi polisakarida dari serangan enzimatik dan / atau serangan mikroba. Reaksi kompleks dengan kation-kation logam, misalnya : Cu, Fe, Zn, dapat menghambat dekomposisi enzimatik dari polisakarida tanah.

Polisakarida tanah mempengaruhi :

Kondisi fisik tanah

Reaksi pertukaran ion

Retensi ion

Metabolisme karbon

Aktivitas biologi

Reaksi kompleks logam-logam

Bereaksi dengan lignin

Bereaksi dengan asam amino

membentuk humus, asam humat dengan senyawa lainnya.

interaksi antara polisakarida tanah dengan partikel-partikel tanah melindungi agregasi tanahpengaruh --- > pelapukan

destruksi oksidatif dari polisakarida tanah menghasilkan penurunan stabilitas agregat tanah sebesar 30 60%.

melalui interaksi dengan mineral liat, polisakarida mengubah sifat-sifat dari permukaan lempung tersebut dalam kaitan dengan penyerapan air.

Asam amino :

NH2

C CCOOH

H

Unit struktural dasar dari protein Lipid :

Senyawa heterogen dari asam lemak, lilin dengan minyak

Klasifikasi :

1. Lipit netral (gliserol)2. Fosporida3. Glikolopid4. Lipid terpenoid : - karateroid

- steroid

Kelarutannya terbatas dalam air, sifat hidrofobik Lipid yang mengandung P fosfolipid

Lignin :

Suatu sistem dari polimer tiga dimensi terproplastik yang berasal dari monomer-monomer alkohol konferil atau propana greuasil

Lignin tanaman : 1) Lignin dari kayu lunak

2) Lignin dari kayu keras

3) Lignin dari rumput-rumputan, bambu dan paku

Bagian terbesar dari lignin terdapat dalam dinding sel sekunder, berasosiasi dengan selulosa dan hemi - selulosa pada batang.

Kadar lignin meningkat dengan meningkatnya umur tanaman, dan besar batang. Lignin penyusun penting dari jaringan kayu dan mengandung bagian terbesar dari kadar metoksil kayu.

Tidak larut dalam air larut dalam pelarut organik dan asam sulfat kuat

Humus dan Asam Humat

Bahan Organik:- bahan terhumifikasi

bahan tak terhumifikasiBahan tak terhumifikasi :

Bahan-bahan (senyawa-senyawa) dalam tanaman dan organisme lain seperti : karbohidrat, asam amino, protein, lipid dan asam nukleat berada dalam kondisi anaerobik. Dengan keadaan demikian tidak terjadi degradasi.Bahan/fraksi terhumifikasi :

Dikenal sebagai senyawa humus / senyawa humat.Dianggap sebagai hasil akhir dekomposisi bahan tanaman didalam tanah.

Bahan koloidal terdekomposisiyang bersifat anorganik, berwarna kuning hingga coklatFraksi humatAlkaliAsamAlkohol

Asam sulfatLarutLarut-

Asam humatLarutTidak larutTidak larut

Asam humat melanikLarutTidak larutLarut

HumikTidakLarutTidak larut

Humus dan bahan humad sangat penting sebagai komponen tanah :

C/N

8 20 untuk humus

C/N

> 20

Senyawa Humat:

mempengaruhi sifat kimia tanah, fisik dan biologi tanah (kesuburan tanah)

berpengaruh terhadap metabolisme dan terhadap sejumlah proses biologi

lainnya.misalnya : 0,7 4,6 %

6.4 Peranan Bahan Organik dalam Meningkatkan Kualitas Tanah1. Memperbaiki sifat kimia tanah :

Menambah unsur hara

Meningkatkan K Mengurangi kehilangan unsur hara pupuk

Meningkatkan efisiensi pemupukan Mencegah keracunan zat besi dan Al2. Mempertahankan kualitas sifat fisik :

Mempermudah perkembangan/penetrasi akar tanaman

Meningkatkan daya menahan air tanah

Pembentukandan menstabilkan pori - pori

Merungangi aliran air permukaan (run of ) dan erosi.

Mengurangi fluktuasi tempratur tanah

3. Memperbaiki kualitas biologi tanah :

Sebagai sumber energi bagi aktivitas organisme6.5 Cara Mempertahankan Kandungan Bahan Organik Tanah (BOT) Pengembalian sisa panen (2 - 5 ton ha-1)

Pemberian kotoran hewan (pupuk kandang) 2 ton/ha setiap musim panen

Pemberian pupuk hijau

Penggunaan Azolla pada PadiVII.KESUBURAN TANAH7.1 Unsur Hara Tanaman

Tumbuh-tumbuhan hijau diangap sebagai produsen bagi organisme lain, Karena mampu mengolah bahan makanan sendiri, tetapi tentu saja dibutuhkan air, udara, beberapa unsur hara dan cahaya untuk kelangsungan hidupnya. Jadi unsur hara ini penting, karena dibutuhkan tanaman untuk keperluan metabolisme didalam semua tanaman, meskipun demikian tidak semua unsur hara esensial bagi proses pertumbuhan tanaman. Kriteria unsur hara esensial adalah :

1. Kekurangan unsur hara tersebut dapat merosotnya tumbuhan tanaman baik vegetatif maupun generatif.2. Gejala kekurangan dari unsur tersebut dapat diatasi atau dihilangkan hanya oleh penambahan unsur bersangkutan.3. Unsur tersebut harus secara langsung terlibat didalam nutrisi tanaman. Terlepas dari kemungkinaan berpengaruh memperbaiki lingkungan mikroorganisme atau reaksi kimia didalam media pertumbuhan. Unsur hara dalam tanah terdapat paling banyak sebagai penyusun mineral dan bahan organik dalam jumlah kecil sebagai bentuk ion dapat tukar atau sebagai ion dalam larutan tanah. Jumlah unsur hara yang larut dan dijerap koloid dan serta tersedia bagi tanaman disebut kesuburan aktif tanah.sedangkan unsur hara yang menyusun mineral primer dan sekunder serta terdapat dalam bahan organik yang semi resisten, sehingga unsur hara itu tidak dalam keadaan tersedia sehingga disebut kesuburan potensial tanah. Dengan demikian produksi tanaman tergantung pada laju perubahan bentuk potensial kebentuk aktif.Unsur-unsur hara esensial dibagi 2 (dua) golongan berdasarkan kebutuhan tanamannya yaitu :

1. Unsur hara makro ;Unsur-unsur ini dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang banyak, seperti C, H, O, N, S, P, K, Ca, dan Mg.2. Unsur hara mikro ;

Unsur-unsur ini dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang relatif sedikit seperti Fe, Mn, Mo, B, Cu, Zn, dan CI.Selain unsur hara esensial, beberapa tanaman membutuhkan/menyerap unsur lainnya dari tanah seperti Va, Na, Si.

C, H, O, N, P dan S merupakan unsur-unsur penyusun protein atau protoplasma, dan yang merupakan bagian didalam abu tanaman seperti : Ca, Mg, K, Fe, Na, Cu, Zn, Mo dan CI.

Kecuali C, H dan O, pada umumnya unsur-unsur hara diambil oleh tanaman dari dalam tanah, ketiga unsur hara ini berasal dari air dan udara (CO2) yang kemudian dirubah menjadi karbohidrat sederhana melalui proses fotosintesa yang akhirnya menjadi asam-asam amino, protein dan protoplasma. Jadi unsur ini tidak digolongkan unsur mineral.Unsur hara N kadang-kadang berasal dari fiksasi mikroorganisme penambat N dari udara yang bersimbiose dengan tanaman leguminosa. Sedangkan tanaman lain memperoleh N dari tanah.

Bentuk-bentuk hara yang diserap tanaman berupa bentuk ion-ion, disajikan pada tabel 2.Tabel 2. Bentuk ion dari unsur hara yang diserap tanaman

No.UnsurKationAnion

Unsur hara makro

1.NitrogenNH4+NO3-

2.Kalsium (Ca)Ca2+

3.Magnisium (Mg)Mg2+

4.Kalium (K)K+

5.FosforHPO42-, H2PO4-, PO43-

6.Belerang (S)SO42-

Unsur hara mikro

1.Tembaga (Cu)Cu2+

2.Besi (Fe)Fe3+

3.Mangan (Mn)Mn2+, Mn4+

4.Seng (Zn)Zn2+

5.Boron (Bo)BO33+

6.Molibelenum (Mo)MoO42-

7.KlorCl-

Unsur hara diserap tanaman dari larutan tanah dan hanya beberapa dari unsur hara yang berasal dari kompleks koloid, unsur hara diambil tanaman dalam jumlah cukup besar adalah Ca2+, Mg2+, dan K+.Bila konsentrasi Ca2+ dan Mg2+ dilarutkan tanah, maka sebagian besar Ca dan Mg diserap tanaman langsung dari larutan tanah.

Nitrogen merupakan unsur yang penting bagi tanaman dan dapat tersedia melalui pemupukan. N umumnya diserap tanaman dalam bentuk kation (NH4+) contohnya padi sawah, sebaliknya tanaman darat mengabsorbsi dalam bentuk anion (NO3-) yang terbanyak.

Nitrogen tidak dapat bertahan dalam bentuk NH4+ dalam tanah. NH4+ lebih cepat diubah menjadi NO3- oleh mikroorganisme tertentu di dalam tanah. Nitrogen yang diserap tanah ini, didalam tanaman dirubah menjadi N, NH, dan NH2. Bentuk reduksi ini kemudian dirubah menjadi senyawa yang lebih kompleks dan akhirnya menjadi protein.

Pada umumnya muatan tanah negatif, dengan demikian kation terjerap dipermukaan kompleks koloid (misel tanah). Sedangkan anion tidak dijerap oleh kompleks koloid, sehingga sebagian besar tersedia dalam larutan tanah. Unsur hara yang berada dalam larutan dapat tercuci, sehingga kecil kemungkinan terjadi akumulasi anion dalam bentuk tersedia pada daerah curah hujan tinggi.

Mengingat unsur hara merupakan hasil pembebasan dari proses mineralisasi dan humifikasi, terutama untuk daerah tropik dengan curah hujan tinggi, unsur hara dapat disediakan melalui pemupukan.7.2 TANAH DAN KETERSEDIAAN UNSUR HARA BAGI TANAMAN

Larutan tanah merupakan campuran dari air tanah dan faraksi koloidal ( komplek koloid) serta gas-gas yang terlarut didalamnya. Larutan tanah dibedakan atas :

1. Larutan tanah dalam, yang kontak langsung dengan fraksi padat , kation-kation didalam larutan tanah ini berada dalam keseimbangan dengan kation pada komplek absorbsi.

2. Larutan tanah luar, larutan tanah yang mengisi rongga-rongga kapiler yang lebih besar dengan konsentrasi ion yang lebih rendah.

Susunan dan konsentrasi ion-ion didalam larutan setiap saat berubah tergantung dari kecepatan transformasi ion-ion didalam tanah, hujan atau evapotranspirasi.

Hujan mencuci ion-ion yang mobil dan mengencerkan larutan tanah, sedangkan evapotranspirasi akan membawa ion-ion ke lapisan atas serta memekatkan larutan tanah.

Hara tanaman yang terlarut didalam larutan tanah berasal dari pelapukan mineral-mineral primer, dekomposisi bahan organik, pengendapan dari atmosfir, pemupukan, perembesan dari daerah-daerah lain. Ion-ion didalam tanah mengalami beberapa proses sebelum sampai dipermukaan akar, proses-proses tersebut meliputi :

1. Pertukaran ion

2. Mekanisme pergerakan ion-ion/unsur hara ke akar

7.2.1 Pertukaran ion

merupakan proses pertukaran antara kation dengan anion yang terikat secara adsorbsi pada permukaan kompleks adsorpsi dengan kation dan anion di dalam larutan tanah.

Proses pertukaran ini dapat terjadi melalui proses kontak antara komplek koloid ataupun pertukaran kedudukan antara ion-ion di dalam komplek itu sendiri.

Bagian yang paling aktif dalam pertukaran ion adalah butir koloid. Koloid anorganik hampir seluruhnya terdiri dari berbagai mineral fraksi liat dan koloid organik/humus. Fraksi ini bermuatan listrik negatif pada liat disebabkan oleh:

1. Subtisusi Isomorfik didalam kisi-kisi kristal

2. Ionisasi gugusan hidroksil yang terikat pada atom-atom Si dari bidang tetrahedron yang terputus.

3. Pada fraksi organik disebabkan adanya patahan pada gugusan COOH dan OH atau NH2.

Subtitusi isomorfil ini menghasilkan muatan tetap, sedangkan ionisasi gugusan hidroksil ini menyebabkan muatan tergantung pH.

Muatan-muatan listrik negatif pada fraksi-fraksi anorganik maupun organik didalam tanah selalu dinetralkan oleh kation basa-basa dan hidrogen. Jumlah kation-kation yang dinyatakan dalam mili setara setiap 100g tanah kering oven 105oC disebut Kapasitas Tukar Kation (KTK) tanah.

KTK ini merupakan sifat kimia yang terpenting dari tanah dan sangat erat hubungannya dengan kesuburan tanah.

Kapasitas Tukar Kation (KTK) merupakan jumlah muatan negatif persatuan berat koloid yang dinetralisasi oleh kation yang mudah diganti. KTK didefinisikan sebagai nilai yang diperoleh pada pH 7. KTK tanah tergantung pada tipe dan jumlah kandungan liat, kandungan bahan organik dan pH tanah. KTK beberapa jenis koloid tanah disajikan pada table 3.

Tabel 3. Kapasitas Tukar Kation (KTK) Koloid TanahNoKoloidKTK. me/100gram

1Bahan organik 100 300

2Vermikulit100 150

3Monmorilonit60 100

4Chlorid20 40

5Illit20 40

6Kaolinit2 16

7Seskuioksida0

KTK tanah yang memiliki muatan tergantung pH akan berubah-ubah tergantung perubahan pH. Bila tanah sangat masam maka KTK dan kemampuan menyimpan hara kation dapat tukar menukar karena perkembangan muatan positif. KTK koolinit berkurang dari pH 8 menjadi 5,5.

Muatan negatif padfa kompleks adsorbsi (Misel) di netralkan oleh Ca, K, Mg, Na, Nh4, Al, H dan lain-lain. kejenuhan ion-ion ini pada kompleks adsorbsi berbeda-beda tergantung dari muatan dan tebalnya selubung air hidrat dari ion tersebut. Reaksi pertukaran kation sebagai berikut :

Ca2+ MISEL+ 2H+

H+ MISEL+ Ca2+

H+Ca2+ Mg2+ H+ H+ + 2H+

Ca2+ Mg2+

MISEL

MISELH+ + K+ + NH4+K+ K+ H+ NH4+

H+ H+ H+

Umumnya kation bervalensi 1 diikat dengan kekuatan yang kecil sekali dibandingkan dengan yang bervalensi 2 atau 3. Jadi makin besar valensi kation makin sulit ditukar. Demikian juga ion dengan air hidrat tebal akan lebih mudah ditukar daripada ion yang berselubung air hidrat tipis.

Mudah atau sukar suatu ion ditukar diberikan dalam suatu deretan yang disebut DERETAN LYOTROPI

L1 > Na > K > NH4 > Mg > Ca > Si > Ba > H

Ion-ion yang terletak disebelah kiri lebih mudah dilepaskan daripada ion-ion yang terletak disebelah kanannya. Tetapi dengan konsentrasi yang cukup tinggi ion-ion seperti Na dan K ataupun NH4+ dapat membebaskan H ataupun Al dan Fe.

Bagi daerah bercurah hujan tinggi, basa-basa seperti Na,K,Ca dan Mg tercuci sehingga tanah-tanah bereaksi masam. Reaksi tanah masam berkorelasi dengan nilai kejenuhan basanya. Kejenuhan basa adalah jumlah basa-basa (Na, K, Ca, Mg) yang mempunyai tempat-tempat pertukaran setiap 100 gr tanah terhadap harga KTKnya.

Kejenuhan basa : x 100%

Berbeda dengan pertukaran kation, maka kapasitas tukar anion (KTA) bertambah dengan menurunnya pH tanah, KTA dari tanah-tanah yang kaya mineral liat 1 : 1 dan oksida alumunium dan besi selalu lebih besar dari tanah-tanah yang kaya mineral liat 2 : 1

Mekanisme pertukaran anion pada umumnya sebagai berikut :

Bila pH tanah diturunkan maka aktivasi gugusan basa bertambah sehingga penerimaan proton juga bertambah.

Misal : R-OH + HSO4- R-OH2 + SO4-

R-NH2 + HCl R-NH3 + Cl-

Dalam kedudukan demikian anion-anion ini mengadakan pertukaran dengan anion lain didalam tanah sehingga dijumpai peristiwa pertukaran anion.

7.2.2 Mekanisme pergerakan unsur hara ke akarSebelum tanaman dapat mengabsorbsi suatu unsur hara, unsur tersebut harus terdapat pada permukaan akar. Pergerakan unsur hara kepermukaan akar terjadi melalui 3 cara :

1. Intersepsi akar

2. Aliran masa

3. Difusi

Intersepsi akar :

Proses pertukaran ion-ion yang terdapat pada permukaan akar dengan ion-ion dipermukaan kompleks adsorbsi. Proses ini terjadi tanpa melalui larutan, jadi langsung dari fase padat.

Aliran massa :

Proses pergerakan ion-ion bersama air dalam tanah. Aliran massa sangat efektif dalam mengangkut unsur hara ke akar tanaman bila air tanah bergerak akibat daya serap akar, karena alirannya selalu menuju ke akar. Hal ini terjadi bila konsentrasi hara cukup tinggi dalam larutan tanah.

Difusi :

Proses pemindahan ion/unsur hara yang terjadi oleh perbedaan konsentrasi. Unsur bergerak dari bagian yang mempunyai konsentrasi lebih tinggi ke arah konsentrasi yang lebih rendah.Perbedaan konsentrasi akan terjadi bila ion-ion yang diserap akar sehingga konsentrasi ion-ion dalam larutan tanah diikat akar lebih rendah dibandingkan dengan konsentrasi ion-ion dalam larutan tanah yang lebih jauh dari akar.

Difusi sangat penting bagi unsur hara yang berada pada konsentrasi rendah dalam larutan tanah. 7.3 EVALUASI KESUBURAN TANAHDalam pengelolaan / budidaya pertanian kita tidak lagi bersifat mining the soil, tetapi mengarah ke Intensifikasi Pertanian. Yang berarti bagaimana caranya mengelola lahan yang tadinya kurang potensial menjadi potensial.Salah satu cara untuk meningkatkan potensialitas lahan dengan cara pemupukan. Tetapi untuk meningkatkan efisiensi pemupukan harus melalui suatu cara, yaitu Evaluasi Kesuburan Tanah.

Evaluasi kesuburan tanah bertujuan mengetahui status kesuburan tanah apakah kurang subur, sedang atau subur. Untuk menentukan suatu tanah subur atau tidak dapat dipakai beberapa test/pengujian yaitu melalui pendekatan antara lain :

1. Memerikas tanda-tanda kekurangan unsur pada tanaman

2. Analisis jaringan tanaman yang tumbuh pada tanah tersebut

3. Secara test biologis dengan menggunakan tanaman atau mikroorganisme

4. Analisis kimia tanah.

Bahan tanah yang

CO2

tahan lapuk

biota

dapat

lapuk

MISEL

MISEL

MISEL

MISEL

Sub Soil

Horison B

Top Soil

Horison A

EMBED CorelDRAW.Graphic.14

EMBED CorelDRAW.Graphic.14

S

O

L

U

M

Horison C

Horison A

Horison C

Horison B

Horison A

Horison C

Horison B2t

Horison A

_1435921949.unknown

_1435921977.unknown