DASAR-DASAR ILMU TANAH

PEMBENTUKAN LAPISAN REDUKSI DAN OKSIDASI

NAMA : I KOMANG TRI WIDYA PUTRA

NIM : G111 09 327

KELOMPOK : X (SEPULUH)

HARI/TANGGAL : SELASA/ 17 NOVEMBER 2009

ASISTEN : YULFIRA

JURUSAN AGROTEKNOLOGIFAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS HASANUDDINMAKASSAR

2009

I.PENDAHULUAN

1.1. Latar belakang

Difusi gas dalam air berjalan sangat lambat ,sekitar 10 kali lebih kecil dari

kecepatan difusi pada fase gas .kecepatan difusi O2 dalam air sering kali jauh lebih

rendah dari kecepatan konsumsi O2 oleh tanah dalam hal ini

mikroorganisme .Kondisi seperti ini menyebabkan terbentuknya lapisan oksidasi di

bagian di bagian lapisan oksidasi di bagian atas dan lapisan reduksi di bawah

lapisan atas tanah .Pada lapisan teroksidasi dijumpai oksigen bebas (O2), tetapi

lapisan reduksi O2 tidak ada .Di dalan tanah proses pembentukan oksidasi dan

reduksi sangat berhubungan erat oksigen tanpa oksigen proses oksidasi tidak dapat

berlangsung hal ini di karenakan pada proses oksidasi dan reduksi ,oksigen

berperang sebagai unsur yang menjalankan reaksi pada proses oksidasi dan

reduksi.Reaksi oksidasi dan reduksi dalam tanah biasanya digunakan dalam

kompleks pada pembentukan lapisan tanah ,reaksi ini bertindak sebagai sumber ion

– ion penyusun unsure dalam lapisan oksidasi dan reduksi dalam tanah.

Pada lapisan tanah yang mengalami proses reduksi ,prosesnya dijalankan

dalam pelarut lamban atau dalam cairan murni, dan menggunakan katalis Ni, Pd,

atau Pt . Hidrogenasi gugus karbonal atau keton jauh lebih lambat daripada

hidrogenesis ikatan rangkap karbon- karbon . Di dalam tanah Aldehida berperang

sebagai senyawa organic yang paling mudah teroksidasi ,dengan mudah teroksidasi

menjadi asam karboksilat oleh berbagai agen pengoksidasi , bukan hanya oleh

pereaksi- pereaksi tetapi juga oleh agen pengoksidasi yang relatif lemah seperti ion

perak dan ion tembaga.

Reaksi ini digunakan untuk membedakan antara reaksi pembentukan lapisan

oksidasi atau lapisan reduksi yang terjadi pada tanah .Keadaan pada proses

pembentukan lapisan reduksi ditandai ditandai oleh terbentuknya lapisan perak pada

wadah atau tabung reaksi .Reaksi ini pula digunakan dalam proses pembuatan

permin perak.

Demikian pula dengan kodensasi pada lapisa oksidasi tanah yang reaksinya

membentuk senyawa karboksilat sehingga edisi terhadap ikatan rangkap karbon

oksigen melibatkan serangan suatu nukleofil pada karbonil . Pemberian kapur,

sehingga pH meningkat diatas 5,0 akibatnya aktivitas bakteri pengoksidasi

terhambat, karena meningkatnya populasi bakteri lainnya yang dapat menyaingi

dalam pengambilan berbagai kebutuhan hidupnya seperti oksigen dan lainnya

1.2. Tujuan dan kegunaan

Tujuan dari praktikum Pembentukan Lapisan Oksidasi dan Reduksi adalah

menetapkan pembentukan proses Oksidasi dan Reduksi pada tanah Alfisol untuk

dapat dimanfaatkan pada tumbuhan melakukan aktivitas.

Kegunaan dari praktikum Pembentukan Lapisan Oksidasi dan Reduksi

adalah memberi informasi tentang Pembentukan Lapisan Oksidasi dan Reduksi

pada jenis-jenis tanah yang dapat menentukan jenis suatu komoditas yang dapat

dikembangkan pada tanah tersebut.

II.TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Oksidasi pada tanah sawah

Tanah sawah adalah lahan pertanian yang membutuhkan air dalam jumlah

yang cukup besar. Dan salah satu bentuk penggunaan lahan yang sangat strategis

karena lahan tersebut merupakan sumber daya utama untuk memproduksi

padi/beras, yang merupakan pangan pokok utama bagi Indonesia. Dengan

demikian, sawah merupakan sumber daya utama bagi pemantapan ketahanan

pangan dan pertumbuhan ekonomi nasional. Walaupun demikian, sejauh ini belum

ada referensi berbahasa Indonesia yang secara komprehensif membahas genesis,

sifat kimia, fisika, dan biologi serta pengelolaan tanah sawah, padahal referensi

tersebut sangat diperlukan untuk acuan dalam pengelolaan tanah sawah. Oksidasi

pada tanah sawah teradi karena pori-pori pada tanah sawah kecil, sehingga

kapasitas menyerap airnya menjadi kecil (Hakim,1986).

Reaksi oksidasi dan reduksi pada tanah tersebut dipengaruhi berbagai

aspek, baik kimia, biologi maupun fisika tanah. Ditinjau dari aspek biologi, maka

kecepatan oksidasi senyawa pirit sangat ditentukan oleh peran dari bakteri

pengoksidasi pirit yang disebut Thiobacillus sp.. Sedangkan dalam kondisi reduksi,

pembentukan pirit atau H2S sangat ditentukan olek aktivtas bakteri pereduksi sulfat

Desulfovibro sp. Karena itu dalam pengelolaan tanah sulfat masam dapat didekati

melalui pemanfaatan peranan kedua bakteri tersebut. Namun aktivitas kedua bakteri

tersebut dipengaruhi oleh lingkungannya, karena adanya saling ketergantungan satu

sama bakteri lingkungannya(Hakim,1986).

Adanya proses oksidasi senyawa pirit dan proses reduksi dari hasil oksidasi

tersebut membawa berbagai dampak negatif bagi pertumbuhan tanaman dan

lingkungan sekitarnya. Karena itu perlu dilakukan upaya penanggulangan agar

dampak negatif tersebut dapat ditekan seminimal mungkin tanpa banyak

mengurangi tingkat produksi padi. Dalam proses oksidasi-reduksi pada tanah sulfat

masam, terlihat betapa besarnya peran dari mikroorganisma, karena itu pendekatan

pengelolaan tanah sulfat masam melalui mikroorganisma(Foth,1994).

Mencegah atau memperlambat terjadi proses oksidasi, yaitu mencegah kerja

dari bakteri pengoksidasi tersebut, melalui. Pemberian bakterisida. Aktivitas bakteri

pengoksidasi dapat ditekan melalui pemberian bakterisida yang spesifik. Hasil

pengujian Polford et al. (1988) mendapatkan bahwa bakterisida seperti Panasida

(2,2’ dyhydrpxy 5,5’ dichlorophenylmethane) dan deterjen efektif mencegah kerja

bakteri pengoksidasi Thiobacillus ferrooxidans. Selain itu, pemberian NaN3 dan N-

ethylmaleimide (NEM) mampu menghambat oksidasi Fe2+ dan

So(Hardjowigeno,2003).

Mengurangi suplai oksigen melalui penggenangan, sehingga kerja bakteri

pengoksidasi terhambat.Adanya udara mempercepat oksidasi S yang menyebabkan

pH turun kurang dari 1. Kemasaman ini menyebabkan masalah pada organisme lain

dan melarutkan logam-logam berat, sehingga lahan tidak layak digunakan untuk

pertanian, tetapi berguna untuk menghambat Streptomyces scabies penyebab

penyakit pada kentang. kondisi optimum untuk oksidasi pirit sama dengan kondisi

optimum untuk oksidasi besi oleh Thiobacillus ferrooxidans yaitu konsentrasi oksigen

> 0,01 Mole fraksi (1%), temperatur 5-55oC (optimal 30oC), pH 1.5-5.0 (optimal 3.3).

Bakteri tersebut adaptif pada pH rendah (optimum untuk pertumbuhannya 2-3)

dengan konsentrasi besi ferro yang tinggi, besi tersebut digunakan sebagai donor

elektron, dimana pengaruh pH pada konsentrasi besi direpleksikan dengan

energyangdihasilkan(Hanafiah,2005).

Pemberian kapur, sehingga pH meningkat diatas 5,0 akibatnya aktivitas

bakteri pengoksidasi terhambat, karena meningkatnya populasi bakteri lainnya yang

dapat menyaingi dalam pengambilan berbagai kebutuhan hidupnya seperti oksigen

dan lainnya. Terjadi suksesi bakteri dengan perubahan pH tanah. pH yang cocok

untuk habitat Thiobacillus ferrooxidans adalah 1,5-3,5, dengan suhu optimal 30-

35oC. Pada pH 3,5-4,5 didominasi oleh bakteri metalogenium, sedangkan pada pH

netral didominasi oleh bakteri Thiobacillus thioparus. Selain itu, adanya ion Ca yang

berasal dari kapur akan menetralkan ion sulfat membentuk gipsum (CaSO4)

sehingga menurunkan aktivitas ion sulfat. Menunjukkan bahwa adanya penambahan

kapur mencegah pemasaman, dimana pada pH dibawah 4,0, oksidasi kimia (tanpa

bakteri) lebih rendah dibanding tanah yang diberi bakteri Thiobacillus ferrooxidans

(oksidasi biologi). Ini artinya pada pH diatas 4,0, kemampuan oksidasi secara biologi

tidak berbeda dengan secara kimia, yaitu berjalan sangat lambat. Pada percobaan

tersebut, bakteri pengoksidasi pirit lainnya seperti Leptospirillum ferrooxidans atau

genus Metallogenium gagal diisolat(Pairunan,1985).

Mempercepat proses reduksi sulfat dan besi, dengan menciptakan kondisi

lingkungan yang diperlukan oleh bakteri tersebut. Hasil reduksi tersebut dikeluarkan

dari lahan melalui air drainase saat air surut. Reduksi sulfat tersebut dimedia oleh

organisme yang diketahui secara kolektif sebagai bakteri pereduksi sulfur (SRB).

SRB merupakan bakteri obligat anaerob yang menggunakan H2 atau organik

sebagai donor elektron (chemolithotrophic). Kelompok organisme pereduksi sulfat ini

secara generik diberi nama awal dengan “desulfo”, dimana SO42- sebagai aseptor

elektron. Bakteri tersebut berasal dari genus Desulfovibrio dan Desulfotomaculum

yang merupakan organisme heterotrophic, yang menggunakan sulfate, thiosulphate

(S2O3) dan sulfide (SO3-) atau ion yang mengandung sulfur tereduksi sebagai

terminal aseptor elektron dalam proses metabolisme. Bakteri tersebut memerlukan

subtrat organik yang berasal dari asam organik berantai pendek seperti asam laktat

atau asam piruvat. Dalam kondisi alamiah, asam tersebut dihasilkan oleh aktivitas

fermentasi dari bakteri anaerob lainnya. Laktat digunakan oleh SRB selama respirasi

anaerobik untuk menghasilkan acetat .H2S tersebut berguna untuk mengendapkan

Cu, Zn, Cd sebagai metal sulfide (Hanafiah ,2005).

2.2 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi

Adapun faktor- faktor yang mempengaruhi pembentukan lapisan oksidasi

dan reduksi yaitu adanya faktor pencucian dari lapisan di dalam tanah yang

menyebabkan tanah membentuk lapisan oksidasi atau lapisan reduksi. Kemudian

pembentukan lapisan oksidasi dan redukis juga dipengaruhi oleh adanya zat- zat

protein yang berhubungan langsung oleh mikroorganisme yang sangat berperang

penting dalam proses oksidasi dan reduksi di dalam tanah (Hanafiah, 2005)

III. BAHAN DAN METODE

3.1. Tempat dan Waktu

PraktikumPembentukan Lapisan Oksidasi dan Reduksi di laksanakan di

Laboratorium Kimia Tanah , Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian, Universitas

Hasanuddin ,Makassar.Pada hari Selasa 17 November 2009 pukul 14.00 WITA –

selesai.

3.2. Alat dan Bahan

Adapun alat yang digunakan pada praktikum Pembentukan Lapisan

Oksidasi dan Reduksi adalah 3 buah botol tekstur.

Adapun bahan yang digunakan dalam praktikum Pembentukan Lapisan

Oksidasi Reduksi adalah Aquades, Tanah Alfisols, air gula dan formalin

3.3. Prosedur kerja

1. Siapkan 3 buah botol tekstur ,kemudian isi dengan tanah bertekstur liat (tanah

sawah) hingga mencapai setengah botol

2. Pada botol I tambahkan air hingga penuh,botol II tambahkan pula iar gula ,

sedangkan botol III tambahkan air dan formalin

3. Simpang dalam waktu yang lama , amati dan bandingkan perubahan yang

terjadi.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil

Berdasarkan hasil pengamatan Pembentukan Lapisan Oksidasi dan Reduksi

yang diperoleh dapat dilihat pada tabel berikut:

Tabel 10: Hasil Pengamatan Dispersi Tanah Pada berbagai Konsentrasi

Sampel Perubahan

Botol I air + tanah Reduksi

Botol II air + gula Reduksi

Botol III air + formalin TIdak terjadi

Sumber Data Primer setelah diamati,2009

4.2. Pembahasan

Berdasarkan hasil yang kita peroleh dari praktikum ini, pada botol I terjadi

proses pembentukan lapisan reduksi di dalam tanah , hal ini disebabkan karena

adanya faktor pencucian pada tanah ini sehingga menyebabkan tanah akan kurang

menerima oksigen di dalam tanah ,argumen ini di perkuat oleh Hanafiah (2005) yang

menyatakan bahwa salah satu pengaruh terjadinya pembentukan lapisan reduksi

dikarenakan pori- pori di dalam tanah akan tertutupi oleh air sehingga tidak adanya

wadah untuk oksigen yang menyebabkana tidak terbentuknya lapisan oksidasi di

dalam tanah . terjadi karena banyak reaksi kimia dan biologi pada proses

dekomposisi bahan organik, pembentukan material tidak larut dari material yang

larut. terjadi karena adanya gerakan air maupun organisme didalam tanah misalnya

clay beregrak ke lapisan yang lebih dalam atau gerakan garam terlarut ke

permukaan karena evaporasi. Adanya senyawa pirit merupakan salah satu penciri

tanah sulfat masam dan merupakan sumber masalah pada tanah tersebut. Adanya

oksidasi senyawa pirit menyebabkan tanah menjadi masam, basa-basa tercuci,

kelarutan logam-logam meningkat, aktivitas mikroorganisma tanah dan kehidupan

biota perairan menjadi terganggu. Proses oksidasi senyawa pirit dan reduksi dari ion

atau senyawa yang dihasilkannya terjadi secara kimia dan biologi

Pada Botol II yang di tambahkan air gula ,proses pembentukan yang

terjadinya yaitu proses pembentukan reduksi hal ini di karenakan pada air gula

dikarenakan adanya genangan air yang mengandung protein tinggi hal ini sesuai

dengan pendapat Foth (1994) yang menyatakan bahwa jika tanah selalu pengalami

penambahan zat protein maka tanah akan lebih mudah membentuk lapisan

reduksi ,umumnya tanah yang selalu mengalami penggenangan memiliki Ph di atas

7 yang bersifat basa inilah yang menyebabkan tanah akan lebih susah membentuk

lapisan oksidasi. reduksi sulfat ke sulfide dalam lingkungan anarobik dilakukan oleh

bakteri dan fungi. Beberapa gas dihasilkan dalam oksidasi-reduksi sulfur tersebut

dan tervolatilisasi ke atmosfer dengan jumlah kurang dari 5% dari total residu sulfur.

Dua gas terpenting adalah SO2 dan H2S. SO2 dari lahan basah bergabung dengan

yang berasal dari industri dapat membentuk formasi hujan asam. Pada kondisi

aerobik, H2S mungkin dikonsumsi oleh pengoksidasi S, dimana SO2 diserap secara

kimia.

Pada botol III yang di tambahkan formalin ,hasil pengmatan yang kita peroleh

itu tidak terjadi pembentukan lapisan oksidasi atau lapisan reduksi , hali ini di

karenakan pembentukan lapisan oksidasi dan reduksi di pengaruhi oleh daya kerja

mikroorganisme, hal ini sesuai dengan pendapat Hakim (1986). Yang menyatakan

bahwa mikroorganisme akan membentuk lapisan oksidasi dan reduksi di dalam

tanah apabila di dalam tanah tersedia protein ,protein merupakan sumber energy

bagi mikroorganiosme ,sehingga apabila tanah di campurkan dengan formalin maka

mikroorganisme akan susah memperoleh energy di dalam tanah dan formalin juga

akan mematikan mikroorganisme di dalam tanah. Kecepatan oksidasi dan reduksi

secara kimia berjalan lambat. Adanya bantuan bakteri pengoksidasi atau pereduksi

sebagai katalisator mempercepat reaksi tersebut beberapa ratus sampai juta kali.

Pengelolaan tanah sulfat masam dapat dilakukan melalui pengendalian aktivitas

mikroorganisma yaitu menghambat aktivitas bakteri pengoksidasi melalaui

pemberian bakterisida, pemutusan suplai oksigen melalui penggenangan dan

pemberian kapur agar terjadi suksesi bakteri. Sedangkan pada proses reduksi, perlu

dirangsang dengan pemberian bahan organik sebagai sumber elektron dan energi

serta penggenangan untuk memutus.

Adapun faktor- faktor yang mempengaruhi pembentukan lapisan oksidasi

dan reduksi yaitu adanya faktor pencucian dari lapisan di dalam tanah yang

menyebabkan tanah membentuk lapisan oksidasi atau lapisan reduksi. Kemudian

pembentukan lapisan oksidasi dan redukis juga dipengaruhi oleh adanya zat- zat

protein yang berhubungan langsung oleh mikroorganisme yang sangat berperang

penting dalam proses oksidasi dan reduksi di dalam tanah .

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil yang diperoleh maka dapat disimpulkan bahwa :

Pada botol tekstur I terjadi pembentukan lapisan reduksi

Pada botol tekstur II terjadi pembentukan lapisan reduksi

Pada botol tekstur III tidak terjadi pembentukan baik lapisan reduksi maupun

oksidasi

Adapun faktor- faktor yang mempengaruhi pembentukan tanah yaitu

pencucian , kandungan protein ,dan kelangsungan hidup mikroorganisme.

5.2. Saran

Berdasarkan dari pengamatan yang telah dilakukan bahwa tanah yang

dipakai pada percobaan ini merupakan tanah yang cukup subur, maka sebaiknya

ditanami dengan tanaman yang berproduksi tinggi

VI. DAFTAR PUSTAKA

Foth, Hendry D. 1994. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Erlangga, Gajah Mada :University Press. Yogyakarta.

Hanafiah, Dr. Ir. Kemas Ali. 2005. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. PT Raja Grafindo Persada, Jakarta.

Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah. Jakarta: Akademika pressindo.

Hakim, N., M. Yusuf Nyakpa, A. M. Lubis, Sutopo Ghani Nugroho, M. Amin Diha, Go Ban Hong, H. H. Bailey, 1986. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Universitas Lampung, Lampung

Pairunan, Anna K., J. L. Nanere, Arifin, Solo S. R. Samosir, Romualdus Tangkaisari, J. R. Lalopua, Bachrul Ibrahim, Hariadji Asmadi, 1985. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Badan Kerjasama Perguruan Tinggi Negeri Indonesia Timur