Nama : Hudi Nurwendi

NIM : 1008105052

Reaksi yang Terjadi dalam Tanah

1. Reaksi Redoks

Reaksi redoks dalam lingkungan tanah adalah hasil dari siklus yang dimulai dari

fotosintesis. Reaksi-reaksi dalam tanah melengkapi siklus tersebut, karena telah

memanfaatkan energi yang disimpan oleh fotosintesis, membuang limbah organik, dan

menghasilkan CO2 yang dibutuhkan untuk fotosintesis tambahan. Peristiwa oksidasi tanah

sering terjadi secara tidak langsung, bagaimanapun, telah banyak menyebabkan bagian-

bagian reaksi hingga siklus selesai. Didalam peristiwa fotosintesis karbon (C) dalam

CO2menerima elektron, yang selanjutnya terjadi perubahan bilangan oksidasi dari C4+ ke

C0 dalam karbohidrat ((CH2O)n) ;

CO2 + 4e- + 4H+ --> CH2O + H2O

Setengan reaksi digambarkan pada oksidasi oksigen dalam air (H2O), dimana O2- menjadi

O0 dalam O2.

2H2O --> O2 + 4e- + 4H+

Oksigen dalam hal ini sebagai donor elektron, dan karbon sebagai akseptor elektron.

Dalam fotosintesis masing-masing menggambarkan hanya setengah reaksi, atau disebut

setengah reaksi. Meskipun dalam persamaan tersebut menyiratkan adanya elektron bebas,

konsentrasi elektron bebas sebenarnya makin kecil. Persamaan setengah reaksi sebenarnya

menyiratkan bahwa donor elektron tidak ditentukan oleh akseptor yang ada. Keseluruhan

reaksi fotosintesi digambarkan sebagai berikut ;

CO2 + H2O --> CH2O +O2

Setengah reaksi lainnya dari siklus karbon adalah reaksi oksidasi karbohidrat

(respirasi) dan banyak senyawa-senyawa organik disintesis dari peristiwa respirasi. Oksidasi

melepaskan energi dalam senyawa, oksidasi adalah peristiwa pembakaran, yang merupakan

bagian penting juga yang terjadi pada hewan yang hidup pada tanaman. Sisa tanaman dan

residu hewan jatuh ke tanah yang selanjutnya dioksidasi oleh mikroorganisme tanah.

Setengah reaksi oksidasi karbohidrat ditunjukkan oleh reaksi berikut ini ;

CH2O + H2O --> CO2 + 4e- + 4H+

Dalam kegiatannya untuk memperoleh energi ini dan melaksanakan setengah reaksi,

organisme harus menemukan akseptor elektron untuk untuk mengambil elektron, jika

oksigen hadir maka setengah reaksi dari penerimaan elektron ini adalah ;

O2 + 4e- + 4H+ --> 2H2O

Peristiwa oksidasi yang ditunjukkan pada persamaan sebenarnya dilakukan melalui langkah-

langkah krebs atau siklus asam sitrat, sedangkan persamaan adalah penyederhanaan dari

proses yang sesungguhnya. Reaksi rodoks yang melibatkan karbon, nitrogen, dan belerang

ditentukan terutama oleh ketersediaan elektron dan biasanya dikatalisis oleh enzim. Katalis

diperlukan karena kebanyakan terjadi pertukaran elektron unsur. Enzim menurunkan energi

aktivasi transfer elektron dan meningkatkan laju reaksi. Ini merupakan yang dihindari untuk

mencapai keseimbangan, atau sebaliknya dalam menciptakan metastabilitas senyawa karbon.

a. Donor Eleketron

Sebagian besar dari donor-donor elektron didalam tanah adalah material tanaman

SOM (soil organic matter) perkiraan karbon, hydrogen, dan oksigen yang terkandung dalam

dua komponen besar pada tanaman, yaitu lignin dan sellulosa, yang menunjukkan tipikal

bahan organik (SOM Anggapan bahwa material tanaman mengandung 1/3 lignin dan 2/3

selulosa, rumus empiris material tanaman adalah sekitar C1.7H2.2O. lebih lanjut, bahwa

semua asumsi karbon dalam bahan ini mengoksidasi C4+(bilangan oksidasi karbon dalam

CO2). Persamaan setengah reaksinya adalah ;

C1.7H2.2O --> 1.7C4+ + H2O + 0.2H++7e

Rumus empiris bahan organik tanah (SOM), menunjukkan adanya kandungan yang

melimpah untuk karbon pada material tanaman. Grup karbon yang terbentuk pada tanah

bahan organik (SOM) cenderung lebih aromatik, dan kurang kaya akan kandungan oksigen

dari material tanaman. Perkiraan setengah reaksi oksidasi pada tanah bahan organik (SOM) :

C2.2H2.2O --> 2.2C4+ + H2O + 0.2H++9e-

Persamaan reaksi lengkap untuk oksidasi bahan organik tanah adalah :

CH2O + O2 --> CO2 + H2O + Energi

Energi yang dilepaskan adalah energi fotosintesis dari molekul karbohidrat. Donor

elektron lainnya dalam tanah disamping karbon-organik, termasuk juga nitrogen dan

sulfur/belerang dalam asam amino (-NH3) dan grup sulfihydril (-SH), serta ion ammonium

dalam bahan organik. Mikroorganisme tanah membuat donor elektron lain ketika tanah

mengalami kekurangan oksigen.

b. Akseptor Elektron

Peran tanah dalam reaksi oksidasi-reduksi adalah untuk menyediakan akseptor

elektron untuk oksidasi senyawa organik. Oksigen adalah akseptor elektron terkuat dialam

sehingga menghasilkan energi yang besar dalam peristiwa oksidasi. Oksigen juga merupakan

akseptor elektron yang dimanfaatkan oleh akar tanaman. Ketika oksigen tersedia (kondisi

aerobik), ia menerima elektron. Permintaan oksigen yang tinggi biasanya disebabkan oleh

adanya senyawa organik yang mudah terdekomposisi dan kondisi pertumbuhan yang

mendukung aktivitas mikroba. Karena jumlah yang besar dari mereka dan aktivitas yang

cukup, mikroorganisme tanah biasanya mendapatkan perubahan pertama pada oksigen yang

tersedia di tanah. Ketika permintaan oksigen tinggi, relatif terhadap suplai oksigen hal ini

bisa terjadi karena digunakan untuk dekomposisi sampah-sampah organik. Karena difusi

oksigen relatif lambat, fermentasi terjadi dan menghasilkan gas CO2, CH4, H2 serta bau busuk

dari asam-asam organik volatile dan aldehida. Kelarutan oksigen dalam air rendah (sekitar

10 mg L-1 pada 25oC). Kebutuhan oksigen tanah dapat menguras oksigen yang terlarut dalam

tanah yang tergenang air dalam waktu kurang dari 24 jam. Jika oksigen tidak tersedia,

mikroorganisme tanah dapat menggunakan akseptor elektron lainnya. Akseptor elektron

sekunder pada tanah ditunjukkan oleh setengah reaksi berikut ini :

FeOOH + e- + 3H+ --> Fe2+ + 2H2O

2MnO1.75 + 3e- + 7H+ --> 2Mn2+ +3.5H2O

Dimana MnO1.75 menandakan adanya kompleks oksida Mn(III-IV) dalam tanah.

SO42- + 8e- + 8H+ -->S2-+4H2O

NO3- + 5e- + 6H+ --> ½ N2 +3H2O

NO3- + 2e- + 2H+ --> NO2

-+H2O

N2O + 2e- + 2H+ --> N2 +H2O

H+ + e- --> ½H2

Selain dihasilkan energi yang kurang, akseptor elektron sekunder juga menghasilkan

produk yang tidak menguntungkan untuk pertanian dan akuakultur. Sering dinyatakan lebih

beracun dari oksidasi yang stabil dengan adanya oksigen. Sebagai contoh, ammonia dan

nitrit lebih beracun daripada nitrat, dan H2S adalah lebih beracun daripada sulfat. Reduksi

dari Fe(III) dan Mn(III-IV) dapat menyebabkan phytotoxic Fe2+ dan konsentrasi Mn2+ yang

terdapat dalam tanaman padi. Reduksi dari NO3- ke gas N2 dan N2O adalah kondisi pertanian

yang tidak diinginkan. Karena tanah akan kehilangan nitrogen. Jika oksigen dan akseptor

elektron sekunder tidak hadir, mikroorganisme dalam tanah dan system lain masih dapat

mengekstrak energi beberapa senyawa organik secara fermentasi. Fermentasi dari sudut

pandang energi adalah penataan ulang molekul organik menjadi senyawa yang lebih stabil

sehingga sebagian dari energi ikatan mereka dilepaskan. Fermentasi karbohidrat menjadi

etanol atau metana dan CO2, dan bahan tanaman untuk gambut, melepaskan CO2 sekitar 10%

dari energi. Maka produk fermentasi (masing-masing etanol, metana, dan gambut)

mempertahankan sekitar 90% dari energi bahan asli. Fermentasi dan reduksi akseptor

elektron sekunder hanya expediencies sementara. Produk yang dihasilkan tidak stabil dengan

adanya oksigen dan akhirnya mengoksidasi lebih lanjut saat lebih banyak oksigen tersedia.

Bahan organik tanah adalah contoh akumulasi manfaat dari produk yang tidak stabil dari

oksidasi lengkap atau fermentasi. Kandungan bahan organik tanah mencerminkan perbedaan

antara tingkat penambahan bahan organik dan oksidasi. Laju oksidasi diatur oleh suhu dan

laju pasokan oksigen. (mahbub alwathoni, 2011 ; Henrich L. Bohn et al, 1985)

2. Reaksi asam-basa

Reaksi tanah merupakan suatu istilah yang digunakan untuk menyatakan reaksi asam

atau basa dalam tanah. Sejumlah proses dalam tanah dipengaruhi oleh reaksi tanah dan

biokimia tanah yang berlansung spesifik. Pengaruh lansung terhadap laju dekomposisi

mineral tanah dan bahan organik, pembentukan mineral lempung bahkan pertumbuhan

tanaman.

Pengaruh tidak lansungnya terhadap kelarutan dan ketersediaan hara tanaman. sebagai

contoh perubahan konsentrasi fosfat dengan perubahan pH tanah. Konsentrasi ion H+ yang

tinggi bisa meracun bagi tanaman. Secara teoritis, angka pH berkisar antara 1 sampai 14.

Angka satu berarti kepekatan ion hidrogen di dalam tanah ada 10 - 1 atau 1/10 gmol/l. Tanah

pada kepekatan ini sangat asam. Sementara angka 14 berarti kepekatan ion hidrogennya

10-14 gmol/l. Tanah pada angka kepekatan ini sangat basa.

Tanah-tanah yang ada di Indonesia sangat bervariasi tingkat keasamannya. Ada tanah

yang masam seperti Podsolik Merah Kuning, dan latosol Tanah yang alkalis seperti

Mediteran Merah Kuning dan Grumosol. Bagi tanah – tanah yang bereaksi masam, seringkali

tidak atau kurang sesuai bagi pertumbuhan tanaman. Oleh karena itu pada tanah-tanah

demikian sering dilakukankan pengapuran (liming). bahan- bahan yang digunakan untuk

menaikkan pH tanah yang bereaksi masam menjadi mendekati netral dengan harga pH 6,5.

Faktor Yang Mempengaruhi Kemasaman

Keasaman tanah ditentukan oleh kadar atau kepekatan ion hidrogen di dalarn tanah

tersebut. Bila kepekatan ion hidrogen di dalam tanah terlalu tinggi maka tanah akan bereaksi

asam. Sebaliknya, bila kepekatan ion hidrogen terIalu rendah maka tanah akan bereaksi basa.

Pada kondisi ini kadar kation OH- lebih tinggi dari ion H+.

Tanah masam adalah tanah dengan pH rendah karena kandungan H+ yang tinggi. Pada tanah

masam lahan kering banyak ditemukan ion Al3+ yang bersifat masam karena dengan air ion

tersebut dapat menghasilkan H+. Dalarn keadaan tertentu, yaitu apabila tercapai kcjenuhan

ion Al3+ tertentu, terdapat juga ion Al-hidroksida dengan cara sebagai berikut :

Al3+ + 3H2O →Al(OH)2+ + H+

Al3+ + OH- →Al(OH)2+

dengan demikian dapat menimbulkan variasi kemasaman tanah.

Kebanyakan partikel lempung berinteraksi dengan ion H+. Lempung jenuh hidrogen

mengalami dekomposisi spontan. Ion hidrogen menerobos lapisan oktahedral dan

menggantikan atom Al. Aluminium yang dilepaskan kemudian dijerap oleh kompleks

lempung dan suatu kompleks lempung-Al-H terbentuk dengan cepat ion. Al3+ dapat

terhidrolisis dan menghasilkan ion H+

Reaksi tersebut menyumbang pada peningkatan konsentrasi ion H+ dalam tanah.

Sumber keasaman atau yang berperan dalam menentukan keasaman pada tanah gambut

adalah pirit (senyawa sulfur) dan asam-asam organik. Tingkat keasaman gambut mempunyai

kisaran yang sangat lebar. Keasaman tanah gambut cendrung semakin tinggi jika gambut

semakin tebal. Asam-asam organik yang tanah gambut terdiri dari atas asam humat, asam

fulvat, dan asam humin. Pengaruh pirit yaitu pada oksida pirit yang akan menimbulkan

keasaman tanah hingga mencapai pH 2 - 3. Pada keadaan ini hampir tidak ada tanaman

budidaya yang dapat tumbuh baik. Selain menjadi penghambat pertumbuhan tanaman, pirit

menyebabkan terjadinya karatan (corrosion) sehingga mempercepat kerusakan alat-alat

pertanian yang terbuat dari logam.

3. Biodegradasi

a. Biodegradasi aerob

Pada suatu lingkungan, seperti air permukaan dan tanah yang selalu mengandung

oksigen, bakteri aerobik menurunkan tingkat polutan dengan mengoksidasi campuran kimia.

Pada reaksi biodegradasi aerob, O2 dapat mengoksidasi berbagai macam bahan kimia yang

mengandung molekul organik (yang mengandung atom karbon) seperti produk petrolium.

Dalam proses ini, O2 mereduksi untuk memproduksi air. Mikroba dapat mengurangi lebih

lanjut campuran organik yang teroksidasi menjadi lebih sederhana dan relatif tidak

merugikan, seperti karbon dioksida dan gas metana. Bakteri menurunkan energi dari proses

ini, yang kemudian digunakan untuk lebih banyak sel dan menambah biomasa. Suatu aerob

juga mengoksidasi campuran inorganik (molekul yang tidak mengandung karbon) seperti

logam dan amoniak.

b. Organisme Yang Berperan Dalam Bioremidiasi

Pada banyak tempat, bioremediasi melibatkan kombinasi bakteri aerob dan anaerob

untuk mengurangi kontaminasi di suatu tempat. Tepatnya, bakteri anaerob biasanya

mendominasi reaksi biodegradasi yang lebih dekat pada daerah yang terkontaminasi, dimana

oksigen cenderung lebih jarang digunakan daripada sulfat, nitrat, besi dan metana sebagai

anaerobes penerima elektron. Lebih jauh dari daerah yang terkontaminasi dimana oksigen

banyak tersedia, bakteri aerob diikutkan dalam biodegradasi.

1. Bakteri.

Kemungkinan bakteri untuk mengurangi bahan kimia yang berbeda,

tergantung pada berbagai kondisi. Temperatur kimia, daerah yang terkontaminasi,

nutrien, dan banyak faktor lain berpengaruh pada efektivitas dan tingkat biodegradasi.

Mikroba metabolisme yang efektif dan digunakan untuk bioremediasi adalah bakteri

indigen yang secara alami ditemukan pada tempat yang berpolusi. Strain yang

berbeda dari bakteri yang disebut Pseudomonas, yang sangat melimpah di sebagian

besar sumber diketahui dapat mengurangi ratusan bahan kimia yang berbeda. Strain

E. coli (yang umumnya berhabitat dalam usus manusia dan mikroba yang penting

untuk berbagai teknik rekombinan DNA) juga sangat efektif dalam mengurangi

berbagai polutan.

2. Jamur.

Jamur pengurang sampah seperti Phanerochaete chrysosporium dan Phanerochaete

sordida dapat mengurangi racun kimia seperti creosote, pentachlorophenol, dan

polutan lain yang tidak dapat di degradasi oleh bakteri.

c. Rangsangan Bioremediasi

Beberapa bakteri asli sangat efektif dalam biodegradasi tergantung dari jenis polutan.

Para ilmuwan menggunakan beberapa strategi untuk membantu mikroorganisme dalam

mengurangi kontaminan. Hal ini tergantung dari kemampuan mikroorganisme tersebut untuk

membuat lingkungan menjadi bersih, dan mengurangi jumlah polutan kimia.

Memperkaya nutrien (pemupukan), adalah bioremediasi melalui pendekatan pupuk,

semacam fosfor dan nitrogen yang diberikan pada rumput, yang ditambahkan pada

lingkungan yang terkontaminasi untuk menstimulasi pertumbuhan mikroba asli yang dapat

mengurangi polutan. Beberapa pupuk, wood chips, dan straw mungkin ditambahkan untuk

melengkapi mikroba dengan karbon sebagai pupuk. Pupuk biasanya dibawa ke tempat yang

terkontaminasi dengan memompakannya pada air tanah atau mencampurnya pada tanah.

Konsep dalam pemupukan sangat sederhana. Dengan menambahkan lebih banyak nutrien,

mikroorganisme akan tumbuh dengan cepat dan menambah tingkat biodegradasi.

Bioaugmentasi (pembibitan), merupakan cara lain untuk menambahkan bakteri pada

daerah yang terkontaminasi untuk membantu mikroba asli dengan proses biodegradasi.

Bioaugmentasi tidak selalu menjadi solusi yang efektif karena strain mikroba dari

laboratorium jarang tumbuh dan ilmuwan harus yakin bahwa bakteri pembibit tidak akan

merusak ekologi lingkungan.

c. Fitoremediasi

Selain melibatkan bakteri, pemanfaatan tanaman juga dapat digunakan dalam strategi

bioremediasi. Strategi ini disebut phytoremediation dengan langkah pemanfaatan tanaman

untuk membersihkan zat-zat kimia dalam air, tanah dan udara. Tanaman menyerap zat-zat

kimia polutan melalui akar-akarnya seperti pada proses penyerapan air. Sebagai contoh,

tanaman bunga matahari menyerap radioaktif cesium

telah akar menyerap zat kimia polutan tersebut, sel-sel tanaman akan

mendegradasinya. Konsentrasi zat kimia dalam sel tumbuhan yang terkontaminasi akan

dibuang atau dibakar.

Fitoremidiasi merupakan pendekatan bioremediasi yang efektif, murah, dan mudah.

Penanaman tanaman selain dapat mengurangi polusi juga dapat membersihkan lingkungan

dalam waktu yang sama.

MACAM-MACAM TKNIK BIOREMIDIASI

A. Bioremidiasi Tanah

Terdapat dua cara pembersihan tanah, yaitu:

1. Bioremediasi ex situ: merupakan pembersihan dengan memindahkan materi-materi

kimia dari area terkontaminasi ke area yang lain.

2. Bioremediation in situ: merupakan pembersihan tanpa adanya perpindahan materi-

materi kimia yang mengkontaminasi.

Bioremediation in situ merupakan metode yang lebih sering digunakan karena lebih

murah, tanah dan air tidak tergali atau terpompa ke luar area, area tanah yang terkontaminasi

dapat dibersihkan pada satu waktu. Pembersihan secara in situ ini mengandalkan peningkatan

mikroorganisme dalam tanah atau air. Metode yang digunakan sering melibatkan bioventing,

memompa udara lain atau hidrogen peroksida (H2O2) ke dalam tanah yang terkontaminasi.

H2O2 sering digunakan karena mudah mengembangkan mikroba-mikroba penghasil oksigen.

Pupuk juga dapat ditambahkan ke dalam tanah tersebut untuk meningkatkan pertumbuhan

dan menurunkan aktivitas bakteri. Pembersihan dengan cara ini lebih efektif di tanah berpasir

dan tidak kompak terdapat mikroorganisme dan dapat menyebar dengan cepat.

Bioremediation in situ tidak cocok untuk tipe tanah berlempung dan berbatu.

Teknik/ cara bioremidiasi ex situ:

1. slurry-phase bioremediation. yaitu memindahkan tanah yang terkontaminasi ke

tempat lain dan mencampurnya dengan air dan pupuk ke dalam bioreaksi yang besar

dimana mikroorganisme dapat diamati dan dikontrol.

2. solid-phase bioremediation. Proses ini lebih memakan waktu daripada slurry-phase

dan membutuhkan tempat yang lebih besar, namun merupakan cara yang paling baik

untuk menurunkan zat kimia tertentu.

a. Composting. Dapat digunakan untuk menurunkan kotoran dalam tanah

terkontaminasi dengan menambahkan timbunan, jerami, rumput dan materi-

materi lain untuk mengembangkan nutrisi bagi bakteri yang dapat

membersihkan zat-zat kimia dari tanah tersebut.

b. Land farming. Tanah terkontaminasi disebarkan sehingga air dapat

memecahkan polutan dari tanah.

3. Soil biopiles digunakan secara partikular dengan menguapkan zat-zat kimia polutan

dalam tanah dan mikroba-mikroba dapat menurunkan polutan tersebut.

MEKANISME SORPTION

Transformasi N dalam tanah

Di dalam tanah unsur N dapat mengalami alihrupa sebagai berikut: Mineralisasi,

Immobilisasi, Nitrifikasi, Denitrifikasi, Volatilisasi, Fiksasi N.

Mineralization

Pelepasan N organik menjadi N yang tersedia bagi tanaman yaitu: NH4+, melibatkan

mikrobia heterotrof yaitu bakteri dan kapang. Bahan organik tanah mengandung N sekitar

5%, sekitar 1-4% dari N organik mengalami mineralisasi setiap tahunnya.

Aminisasi: proteins + H2O –> asam amino + amina + urea + CO2 + energi.

pemecahan protein menjadi unit lebih kecil, yang mengandung gugus NH2

Ammonifikasi:

R – NH2 + H2O –> NH3 + R – OH + energi

NH3 + H2O –> NH4+ + OH-

Immobilisasi (assimilasi)

Berkebalikan dengan proses mineralisasi. Pengambilan bentuk N anorganik

dari tanah kemudian menyatukan bahan tersebut menjadi bentuk N organik oleh

mikrobia, dapat berupa NH4+ atau NO3

-. Kesetimbangan antara mineralisasi dan

immobilisasi ditentukan oleh nisbah C:N .

Nitrifikasi

Perubahan NH4+ menjadi NO3

-, sumber NH4+ dapat berupa bahan organik atau

pupuk. Oksidasi biologis: bilangan oksidasi N meningkat dari -3 menjadi + 5, melalui

2 tahapan proses:

2NH4+ + 3O2 –> 2NO2

- (nitrit) + 2H2O + 4H+ (Nitrosomonas bacteria) dan

2NO2- + O2 –> 2NO3

- ( Nitrobacter bacteria)

Nitrit bersifat meracun, umumnya tidak sampai mengumpul, karena reaksi

nitrit menjadi nitrat jauh lebih besar dibanding perubahan ammonium menjadi nitrit.

Ada dua jenis bakteri ototrof yang menonjol, mereka mendapatkan energi dari

oksidasi N, sedangkan C diambil dari CO2

Proses nitrifikasi

Meningkatkan potensi pelindian N. Senyawa NO3- sangat mobil, sangat larut

air, tidak dapat dipegang oleh koloid tanah. Senyawa NH4+ merupakan kation

tertukar, dapat dipegang oleh koloid tanah, bersifat mobil dalam tanah pasiran tanah

yang memiliki KPK rendah. Untuk berlangsungnya proses nitrifikasi diperlukan

suasana aerasi yang baik, karena yang aktif bakteri aerobik, oksigen diperlukan

sebagai reaktan dalam kedua reaksi yang terlibat. Proses ini bersifat mengasamkan

tanah, 2 mol H+ dihasilkan per mol NH4+ yag dinitrifikasi, ini dapat berasal dari

pupuk ammonium atau mengandung pembentuk ammonium (urea). Sangat cepat pada

pH tinggi, optimum pada pH 8.5, bakteri memerlukan cukup Ca dan P, keseimbangan

reaksi lebih cocok pada pH tinggi tersebut. Reaksi cepat pada temperatur hangat dan

tanah yang lembab. Penghambat nitrifikasi: digunakan untuk membatasi pelindian

nitrat, N-Serve (nitrapyrin) karena bersifat meracun bagi Nitrosomonas.

Denitrifikasi

Kehilangan N dalam bentuk gas, reaksi NO3- menjadi N2 dan N2O. Bakteri

anaerob: Pseudomonas, Bacillus, menggunakan N sebagai sumber O2 dalam respirasi,

terjadi pada tanah tergenang atau terbatasnya oksigen, sekitar akar atau seresah yang

sedang terombak. Bakteri memerlukan bahan organik, bahan orgaik yang siap

dirombak sebagai sumber energi

4(CH2O) + 4NO3- + 4H+ –> 4CO2 + 2N2O + 6H2O

5(CH2O) + 4NO3- + 4H+ –> 5CO2 + 2N2O + 7H2O

Kehilangan N dari pupuk umumnya 10-30%, pada kondisi: penambahan bahan

orgaik dan kurangnya aerasi, temperatur hangat : antara 50 – 80 F, pH >5.5, cukup

sediaan nitrat, pertumbuhan tanaman, dapat menyumbang C dan kurangnya oksigen,

tanaman dapat juga membatasi denitrifikasi dengan mengurangi kadar air dalam tanah

dan nitrat karena diserap

Volatilisasi

Kehilangan berupa gas NH3, terutama dari pupuk N di permukaan, juga rabuk

di permukaan tanah, kehilangan rabuk juga terjadi saat penanganan dan penyimpanan,

dengan reaksi NH4+ –> H+ + NH3 . Kehilangan NH3 terutama pada pH tinggi, pH

larutan >7 , pada kesetimbangan reaksi bergerak ke kanan, kehilangan tersebut dapat

ditekan dengan cara pemberian pupuk dibenamkan, atau dengan penyiraman air

irigasi, urea bersifat sangat larut.

Pada tanah masam dan netral: kehilangan urea lebih besar dibanding pupuk

NH4+ , reaksi awal NH4

+ bersifat asam. Hidrolisis Urea meningkatkan pH sekitar

butiran:

CO(NH2) 2 (urea) + H+ + 2H2O –> 2NH4+ + HCO3- ini memerlukan H+ dan

menaikkan pH, dapat mencapai > 7 mendorong reaksi : NH4+ + HCO3

- –>NH 3 +

H2O + CO2

Pada tanah kapuran (calcareous soils), kehilangan Urea secara potensial tetap

tinggi. Pupuk NH4+ lebih mudah menguap dibanding dalam suasana asam, karena

bereaksi dengan karbonat, NH4+ + HCO3

- NHà 3 + H2O + CO2 , kehilangan

ammonium fosfat and sulfat lebih tinggi dibanding garam ammonium yang terlarut

seperti klorida dan nitrat.

Faktor lain yang mendorong volatilisasi antara lain: bentuknya cairan vs.

padatan. Aplikasi permukaan disebar (broadcast surface applications), dibandingkan

setempat atau dicampurkan. Temperatur yang tinggi. Permukaan tanah yang lembab

dan evaporasi yang cepat. KPK yang rendah: retensi NH4+ dan penyanggaan pH.

residu tanaman di permukaan, penggembalaan dan gumpal tanah, menjaga lengas

tanah permukaan, mengurangi kontak tanah dan gerakan ke dalam tanah

PENGENDAPAN (SEDIMENTASI)

Sedimentasi adalah terbawanya material hasil dari pengikisan dan pelapukan

oleh air, angin atau gletser ke suatu wilayah yang kemudian diendapkan. Semua

batuan hasil pelapukan dan pengikisan yang diendapkan lama kelamaan akan menjadi

batuan sedimen. Hasil proses sedimentasi di suatu tempat dengan tempat lain akan

berbeda. Berikut adalah ciri bentang lahan akibat proses pengendapan berdasarkan

tenaga pengangkutnya.

Pengendapan oleh air sungai

Batuan hasil pengendapan oleh air disebut sedimen akuatis. Bentang alam

hasil pengendapan oleh air, antara lain meander, oxbow lake, tanggul alam, dan delta.

Meander

Meander, merupakan sungai yang berkelok-kelok yang terbentuk karena

adanya pengendapan. Proses berkelok- keloknya sungai dimulai dari sungai bagian

hulu. Pada bagian hulu, volume airnya kecil dan tenaga yang terbentuk juga kecil.

Akibatnya sungai mulai menghindari penghalang dan mencari jalan yang paling

mudah dilewati. Sementara, pada bagian hulu belum terjadi pengendapan. Pada

bagian tengah, yang wilayahnya datar maka aliran airnya lambat, sehingga

membentuk meander. Proses meander terjadi pada tepi sungai, baik bagian dalam

maupun tepi luar. Di bagian sungai yang aliranya cepat, akan terjadi pengikisan,

sedangkan bagian tepi sungai yang lamban alirannya, akan terjadi pengendapan.

Apabila hal itu berlangsung secara terus-menerus akan membentuk meander.

Oxbow lake

Meander biasanya terbentuk pada sungai bagian hilir, sebab pengikisan dan

pengendapan terjadi secara terus- menerus. Proses pengendapan yang terjadi secara

terus menerus akan menyebabkan kelokan sungai terpotong dan terpisah dari aliran

sungai, sehingga terbentuk oxbow lake, atau disebut juga sungai mati.

Pada saat aliran air mendekati muara, seperti danau atau laut, kecepatan alirannya

menjadi lambat. Akibatnya, terjadi pengendapan sedimen oleh air sungai. Pasir akan

diendapkan, sedangkan tanah liat dan lumpur akan tetap terangkut oleh aliran air.

Setelah sekian lama, akan terbentuk lapisan-lapisan sedimen. Akhirnya lapisan-

lapisan sedimen membentuk dataran yang luas pada bagian sungai yang mendekati

muaranya dan membentuk delta.

Pembentukan delta harus memenuhi beberapa syarat. Pertama, sedimen yang

dibawa oleh sungai harus banyak ketika akan masuk laut atau danau. Kedua, arus di

sepanjang pantai tidak terlalu kuat. Ketiga, pantai harus dangkal. Contoh bentang

alam ini adalah delta Sungai Musi, Kapuas, dan Kali Brantas.

Tanggul alam

Apabila terjadi hujan lebat, volume air meningkat secara cepat. Akibatnya

terjadi banjir dan air meluap hingga ke tepi sungai. Pada saat air surut, bahan-bahan

yang terbawa oleh air sungai akan terendapkan di tepi sungai. Akibatnya, terbentuk

suatu dataran di tepi sungai. Timbulnya material yang tidak halus (kasar) terdapat

pada tepi sungai. Akibatnya tepi sungai lebih tinggi dibandingkan dataran banjir yang

terbentuk. Bentang alam itu disebut tanggul sungai. Selain itu, juga terdapat tanggul

pantai sebagai hasil dari proses pengendapan oleh laut. Kedua tanggul tersebut

merupakan tanggul alam, karena proses terbentuknya berlangsung alami hasil

pengerjaan alam.

Pengendapan oleh air laut

Batuan hasil pengendapan oleh air laut disebut sedimen marine. Pengendapan

oleh air laut dikarenakan adanya gelombang. Bentang alam hasil pengendapan oleh

air laut, antara lain pesisir, spit, tombolo, dan penghalang pantai Pesisir merupakan

wilayah pengendapan di sepanjang pantai. Biasanya terdiri atas material pasir. Ukuran

dan komposisi material di pantai sangat bervariasi tergantung pada perubahan kondisi

cuaca, arah angin, dan arus laut. Arus pantai mengangkut material yang ada di

sepanjang pantai. Jika terjadi perubahan arah, maka arus pantai akan tetap

mengangkut material material ke laut yang dalam. Ketika material masuk ke laut yang

dalam, terjadi pengendapan material. Setelah sekian lama, terdapat akumulasi material

yang ada di atas permukaan laut.

Akumulasi material itu disebut spit. Jika arus pantai terus berlanjut, spit akan semakin

panjang. Kadang-kadang spit terbentuk melewati teluk dan membetuk penghalang

pantai (barrier beach). Apabila di sekitar split terdapat pulau maka spit tersambung

dengan daratan, sehingga membentuk tombolo.P

Pengendapan oleh angin

Sedimen hasil pengendapan oleh angin disebut sedimen aeolis. Bentang alam

hasil pengendapan oleh angin dapat berupa gumuk pasir (sand dune). Gumuk pasir

terjadi akibat akumulasi pasir yang cukup banyak dan tiupan angin yang kuat. Angin

mengangkut dan mengendapkan pasir di suatu tempat secara bertahap, sehingga

terbentuk timbunan pasir yang disebut gumuk pasir.

Pengendapan oleh gletser

Sedimen hasil pengendapan oleh gletser disebut sedimen glacial. Bentang

alam hasil pengendapan oleh gletser adalah bentuk lembah yang semula berbentuk V

menjadi U. Pada saat musim semi tiba, terjadi pengikisan oleh gletser yang meluncur

menuruni lembah. Batuan atau tanah hasil pengikisan juga menuruni lereng dan

mengendap di lembah. Akibatnya, lembah yang semula berbentuk V menjadi

berbentuk U.