Kimia TanahDalam pertanian, tanah diartikan lebih khusus yaitu sebagai media tumbuhnya tanaman darat. Tanah berasal dan hasil pelapukan batuan bercampur dengan sisa-sisa bahan organik dan organisme (vegetasi atau hewan) yang hidup diatasnya atau didalamnya. Selain itu di dalam tanah terdapat pula udara dan air. Air dalam tanah berasal dari air hujan yang ditahan oleh tanah sehingga tidak meresap ke tempat lain. Disamping percampuran bahan mineral dengan bahan organik, maka dalam proses pembentukan tanah terbentuk pula lapisan-lapisan tanah atau horison-horison. Definisi ilmiah tanah (soil) adalah kumpulan dari benda alam di permukaan bumi yang tersusun dalam horison-horison, terdiri dari campuran bahan mineral, bahan organik, air, dan udara, dan merupakan media untuk tumbuhnya tanaman. Tanah (soil) berbeda dengan lahan (land) karena lahan meliputi tanah beserta faktor-faktor fisik lingkungannya seperti lereng, hidrologi, iklim, dsb.

Pedologi adalah ilmu yang mempelajari proses-proses pembentukan tanah beserta faktor-faktor pembentukannya, klasifikasi tanah, survei tanah, dan cara-cara pengamatan tanah di lapangan. Edaphologi adalah ilmu yang mempelajari hubungan tanah dengan tanaman, dalam hal

ini dipelajari sifat-sifat tanah dan pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman, sertausaha-usaha yang perlu dilakukan untuk memperbaiki sifat-sifat tanah bagi pertumbuhan tanaman seperti pemupukan, pengapuran dll. Kimia tanah : Mempelajari sifat-sifat kimia tanah seperti kemasaman tanah, kejenuhan basa, unsur-unsur hara dalam tanah dll Kesuburan tanah : Mempelajari hubungan unsur-unsur hara dalam tanah dengan pertumbuhan tanaman, pemupukan dan usaha-usaha lain dalam memperbaiki sifat-sifat tanah untuk pertumbuhan tanaman. Mineralogi tanah : Mempelajari jenis dan sifat-sifat mineral yang terdapat dalam tanah, pengaruhnya terhadap sifat-sifat tanah lain serta pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman.

SIFAT-SIFAT KIMIA TANAHPertumbuhan tanaman dipengaruhi oleh bermacam-macam faktor antara lain : 1. Sinar matahari 2. Suhu 3. Udara 4. Air 5. Unsur-unsur hara dalam tanah (N,P,K dan lain-lain) Tanah merupakan perantara penyediaan faktor-faktor tersebut kecuali sinar matahari. Pertumbuhan tanaman tidak hanya dipengaruhi oleh tersedianya unsur hara dalam tanah, tetapi juga faktor-faktor lain seperti tersebut diatas (sinar matahari, suhu, udara, air, dsb) Unsur P di dalam tanah merupakan faktor pembatas untuk pertumbuhan tanaman. Karena terdapat dalam jumlah yang paling kecil .

Diagram Komposisi Unsur-Unsur Dalam Tanah9 1

2

5 3 4

6

7

8

Struktur unsur-unsur tanahsinar Mth Suhu Udara P N K Ca Mg Air

1. 2. 3. 4. 5.

Sinar matahari Suhu Udara P K

6. N 7. Ca 8. Mg 9. Air

Dalam diagram balok dimana unsur P pembatas antara sinar matahari, suhu, dan udara juga konsentrasinya paling kecil

Reaksi Tanah (pH Tanah)Reaksi tanah menunjukkan sifat kemasaman atau alkalinitas tanah yang dinyatakan dengan nilai pH. Nilai pH menunjukkan banyaknya konsentrasi ion hidrogen (H+) di dalam tanah. Didalam tanah selain H+ dan ion-ion lain di temukan pula ion OH-, yang jumlahnya berbanding terbalik dengan banyaknya H+. Konsentrasi H+ atau OH- didalam tanah sebenarnya sangat kecil. Sebagaicontoh tanah yang bereaksi netral kandungan ion H+ adalah sebanyak 1 mol/liter atau 10-7 mol/liter. 10.000.000 Oleh karena itu , untuk menyebut nilai-nilai pH, maka telah ditentukan bahwa yang disebut : pH = log 1 = - log (H+) (H+)

Untuk tanah yang bereaksi netral maka : pH = log 1 = - log 10-7 = 7 10-7

0 Masam

6 7 8 pH

14 Alkalis

pH tanah pada umumnya berkisar dari 3.0 9.0. di Indonesia umumnya tanah bereaksi masam dengan pH 4.0 5.5, sehingga tanah dengan pH 6.0 6.5 sering telah dikatakan cukup netral meskipun sebenarnya masih agak masam. Di daerah rawa-rawa sering ditemukan tanah sangat masam dengan pH 3.0 yang disebut tanah sulfat masam (cat clay) karena banyak mengandung asam sulfat. Di daerah yang sangat kering (arid) kadang-kadang pH tanah sangat tinggi (pH lebih dari 9.0), karena banyak mengandung garam-garam Na.

Konsentrasi OH-

Konsentrasi H+

Pentingnya pH Tanah1. Menentukan mudah tidaknya unsur-unsur hara diserap tanaman, pada umumnya unsur hara mudah diserap oleh akar tanaman pada pH tanah netral, karena pada pH netral unsur hara mudah larut dalam air. Pada tanah masam unsur P tidak dapat diserap oleh tanaman karena diikat (difiksasi) oleh Al, sedang pada tanah alkalis unsur P tidak dapat diserap oleh tanaman karena difiksasi oleh Ca. 2. Menujukkan kemungkinan adanya unsur-unsur beracun pada tanah-tanah masam banyak ditemukan ion-ion Al didalam tanah , yang kecuali memfiksasi unsur P juga merupakan racun pada tanaman. Unsur-unsur mikro dalam kondisi masam menjadi mudah larut, unsur mikro dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah yang sangat kecil dan akan menjadi racun apabila jumlahnya cukup besar. Unsur mikro all: Fe, Mn, Zn, Cu, Co, dan Mo menjadi racun apabila terlalu alkalis. 3. mempengaruhi perkembangan mikroorganisme. bakteri berkembang dengan baik pada pH 5.5 atau lebih, sedang pada pH kurang dari 5.5 perkembangannya sangat terhambat. Jamur dapat berkembang baik pada segala tingkat kemasaman tanah. pH lebih dari 5.5 jamur harus bersaing dengan bakteri. Bakteri pengikat nitrogen dari udara dan bakteri nitrifikasi hanya dapat berkembang dengan baik pada pH lebih dari pH 5.5. Mengubah pH tanah : apabila pH tanah masam dapat dinaikkan dengan menambahkan kapur, dan apabila tanah terlalu alkalis dapat diturunkan dengan menambahkan belerang.

Kapasitas Tukar Kation (KTK)Kation adalah ion yang bermuatan positif seperti Ca++, Mg+, K+, Na+ , NH4+, H+, Al+++ . di dalam tanah kation-kation tersebut terlarut di dalam air tanah atau dijerap oleh koloid-koloid tanah. Kapasitas Tukar Kation (KTK) adalah Banyaknya kation (dalam miliekivalen) yang dapat di jerap oleh tanah per satuan berat tanah (biasanya per 100 gram). Kation-kation yang telah dijerap oleh koloid-koloid tersebut sukar dicuci oleh air gravitasi, tetapi dapat diganti oleh kation lain yang terdapat dalam larutan tanah. Hal tersebut dinamakan pertukaran kation. Jenis jenis kation yang telah disebutkan di atas merupakan kation-kation yang umum ditemukan dalam kompleks jerapan tanah. Kapasiras tukar kation dinyatakan dalam satuan kimia yaitu miliekivalen per 100 grm (me/100grm). Satu ekivalen adalah suatu jumlah yang secara kimia setara dengan 1 grm hidrogen, jumlah atom dalam satu ekivalen adalah 6,02 X 1023 (= bilangan avogadro) 1 me H 1 me K 1 me Na 1 me Ca 1 me Mg = = = = = 1 mg (berat atom H = 1, valensi 1) 39 mg (berat aom K = 39, valensi 1) 23 mg (berat atom Na = 23, valensi 1) 40/2 mg (berat atom Ca = 40, valensi 2) 24/2 mg (berat atom Mg = 24, valensi 2)

Contoh :Bila K = 0,6 me/100 grm = 0,6 X 39 mgr/100grm = 23,4 mg/100.000mg = 234 mg/1000.000 mg = 234 ppm Ca = 21,5 me/100 gr = 21,5 X 40/2 mg/100 gr = 430 mg/100 gr = 430 mg/100.000 mg = 4.300 mg/1.000.000 mg = 4.300 ppm Dalam Taksonomi Tanah, semenjak 1987, satuan me/100gr diganti menjadi cmol(+)/kg, dimana 1 me/100 gr tanah = 1 cmol (+)/kg tanah.KTK merupakan sifat kimia yang sangat erat hubungannya dengan kesuburan tanah. Tanah dengan KTK tinggi mampu menyerap dan menyediakan unsur hara lebih baik daripada tanah dengan KTK rendah. Tanah dengan KTK tinggi bila di dominasi oleh kation basa, Ca, Mg, K, Na (kejenuhan basa tinggi) dapat meningkatkan kesuburan tanah, tetapi bila di dominasi kation asam, Al, H (kejenuhan basa rendah) dapat mengurangi kesuburan tanah. Karena unsur-unsur hara terdapat dalam kompleks jerapan koloid maka unsur-unsur hara tersebut tidak mudah hilang tercuci oleh air

Pertukaran AnionDi dalam tanah disamping penukaran kation sering ditemukan pula pertukaran anion walaupun dalam jumlah yang sangat kecil. Kapasitas Tukar Anion (KTA) banyak ditemukan pada mineral amorf, dan liat Al dan Fe-oksida, KTA ditemukan

juga pada kaolinit dalam jumlah yang lebih sedikit adanya muatan positif padamineral liat silikat disebabkan oleh adanya patahan-patahan kristal atau akibat penggantian gugusan OH oleh anion-anion lain (Sanchez, 1976).

Secara umum bila tanah banyak mengandung muatan positif maka :a) Terjaadi penjerapan anion seperti nitrat (NO3), Chlor (Cl2) dll. b) Kation-kation seperti Ca, Mg, dan K tidak dijerap tanah tetapi dalam larutan tanah sehingga mudah tercuci dari tanah. c) Fosfat dan sulfat dapat difiksasi oleh tanah. Karena tanah mempunyai kemampuan memfiksasi P dengan sangat kuat maka P tersediah sangat rendah.

Kejenuhan BasaKation-kation yang terdapat dalam kompleks jerapan koloid tersebut dapat dibedakan menjadi kation-kation basa dan kation-kation asam. Termasuk kationkation basa adalah Ca++, Mg++, K+, Na+, sedang kation asam adalah H+, dan Al+++. Kejenuhan basa menunjukkan perbandingan antara jumlah kation-kation basa dengan jumlah semua kation (kation basa dan kation asam) yang terdapat dalam kompleks jerapan tanah. Jumlah maksimum kation yang dapat dijerap tanah menunjukkan besarnya nilai kapasitas tukar kation tanah tersebut. Kejenuhan basa = jumlah kation basa X 100% KTK Kation-kation basa umumnya merupakan unsur hara yang diperlukan tanaman. Di samping itu basa-basa umumnya mudah tercuci, sehingga tanah dengan kejenuhan basa tinggi menunjukkan bahwa tanah tersebutbelum banyak mengalami pencucian dan merupakan tanah yang subur.

Tanah dengan kejenuhan basa rendah, berarti kompleks jerapan lebih banyak diisi oleh kation-kation asam yaitu Al+++ dan H+. Apaila jumlah kation asam terlalu banyak terutama Al+++, dapat merupakan racun bagi tanaman. Keadaan tersebut terdapat pada tanah-tanah masam.