logam aluminum

TINJAUAN PUSTAKA

Debu Vulkanik

Gunung api banyak tersebar di seluruh permukaan bumi. Penyebarannya

mulai dari New Zealand, Italia, Amerika, Hawai, Jepang dan Filipina serta

Indonesia. Munir (1996b) menyatakan Indonesia tergolong negara yang

mempunyai indeks erupsi terbesar diantara beberapa negara vulkan lainnya.

Indonesia menduduki tempat pertama dengan tingkat erupsi sebanyak 99% dan

diikuti oleh Solomon 95%, Guenia baru 90%, Italia 41%, Islandia 39%, Negara

Pasifik 3% dan Dataran Rendah Viktoria memiliki tingkat erupsi yang paling

kecil sebesar 1%.

Tingginya tingkat erupsi tersebut menyatakan bahwa Indonesia memiliki

banyak gunung api yang aktif. Artinya, masih dapat meletus dan mengeluarkan

material-material yang ada di dalamnya. Keberadaan gunung api ini masih

dianggap sebagai ancaman bagi masyarakat sekitar. Korban jiwa, harta benda dan

ternak menjadi hancur akibat letusan gunung api. Akan tetapi, manfaat yang

diberikan setelah pasca letusan juga sangat besar pengaruhnya terhadap tanah.

Seperti halnya, letusan Gunung Talang di Padang pada tahun 2005 lalu

berpengaruh nyata terhadap peningkatan kesuburan tanah setelah 5 tahun

(Fiantis, 2006).

Peningkatan kesuburan tanah disebabkan oleh material-material yang

dikeluarkan oleh gunung api tersebut. Kandungan dari material tersebut

memberikan pengaruh yang besar terhadap perubahan sifat tanah. Dalam suatu

Universitas Sumatera Utara

aktivitas vulkanikme, material-material yang dikeluarkan berupa gas, cair, dan

padat. Gas-gas yang keluar antara lain uap air, O2, N2, CO2, CO, SO2, H2S, NH3,

H2SO4, dan sebagainya. Materi cair yang dikeluarkan adalah magma yang keluar

melalui pipa gunung yang disebut lava sedangkan materi padat yang disemburkan

ketika gunung api meletus berupa bom (batu-batu besar), kerikil, lapilli, pasir, abu

serta debu halus (Munir, 1996b).

Gunung Sinabung yang berada pada koordinat 3o10 LU dan 98o23,5

BT dengan ketinggian 2460 m dpl yang puncaknya berbentuk kerucut, secara

administratif lokasi Gunung Sinabung ini masuk ke dalam Kabupaten Karo,

Provinsi Sumatera Utara. Letusan gunung ini yang terjadi pada tanggal

29 Agustus-3 September 2010 di dominasi oleh pasir dan debu halus yang

merupakan material padat. McGeary, Plummer dan Carlson (2002 dalam

Fiantis, 2006) menyatakan bahwa bahan letusan gunung api yang berupa padatan

dapat disebut sebagai bahan piroklastik (pyro = api, klastik = bongkahan). Bahan

padatan ini berdasarkan diameter partikelnya terbagi atas debu vulkan

(< 0.26 mm) yang berupa bahan lepas dan halus, pasir (0.25 4 mm) yang lepas

dan tumpul, lapilli atau little stone (4 32 cm) yang berbentuk bulat hingga

persegi dan bom (> 32 mm) yang bertekstur kasar.

Adanya debu dan pasir vulkanik yang masih segar ini, akan melapisi

permukaan tanah sehingga tanah mengalami proses peremajaan (rejuvinate soils).

Debu yang menutupi lapisan atas tanah lambat laun akan melapuk dan dimulai

proses pembentukan (genesis) tanah yang baru. Debu vulkanik yang terdeposisi di

atas permukaan tanah mengalami pelapukan kimiawi dengan bantuan air dan

asam-asam organik yang terdapat di dalam tanah. Akan tetapi, proses pelapukan


ini memakan waktu yang sangat lama yang dapat mencapai ribuan bahkan jutaan

tahun bila terjadi secara alami di alam. Hasil pelapukan lanjut dari debu vulkanik

mengakibatkan terjadinya penambahan kadar kation-kation (Ca, Mg, K dan Na) di

dalam tanah hampir 50% dari keadaan sebelumnya (Fiantis, 2006).

Berdasarkan penelitian diatas dapat disimpulkan bahwa debu vulkanik

mengandung kation-kation basa yang dapat meningkatkan pH, KTK tanah serta

Kejenuhan Basa (KB) yang mengakibatkan kesuburan tanah dan tanaman

meningkat. Darmawijaya (1997), menyatakan meskipun tanah ini kaya hara

tanaman kecuali unsur N akan tetapi kekayaan ini masih belum dapat

dipergunakan tanaman karena belum mengalami pelapukan sehingga perlu

dilakukan analisis lanjutan terhadap tanahnya.

Tanah Inceptisol

Penyebaran tanah Inceptisol merata di seluruh pulau besar yang ada

Indonesia. Mulai dari Aceh, Sumatera Utara, Sumatera Barat, Sumatera Selatan,

Jawa, Bali, Nusa Tenggara Timur serta Irian Jaya. Taksonomi tanah Inceptisol

juga sangat beragam pada tiap-tiap daerah. Seperti halnya Andepts (tanah yang

produktif dari abu vulkan) terdapat di Sumatera dengan greatroup Vitrandepts

yang berderet mulai dari Aceh sampai Lampung yang semuanya dijumpai di

lereng Bukit Barisan (Munir, 1996a).

Inceptisol berasal dari kata Inceptum yang artinya mulai. Konotasinya

ialah tanah muda sehingga Inceptisol merupakan tanah yang mulai berkembang.

Tanah ini memiliki tekstur beragam mulai dari kasar hingga halus dengan warna

kelabu, coklat sampai hitam tergantung bahan induknya. Selain itu, Inceptisol


mempunyai karakteristik horizon pedogenik dengan sedikit akumulasi bahan

selain karbonat atau silika amorf, beberapa mineral lapuk dan kemampuan

menahan kation fraksi lempung yang sedang sampai tinggi (Munir, 1996).

Inceptisol ini juga mempunyai epipedon umbrik, molik, histik atau plaggen dan

endopedonnya adalah argillik meskipun masih sedikit memperlihatkan bukti

adanya eluviasi dan iluviasi (Rafii, 1990).

Foth (1994) menyatakan banyak Inceptisol berupa tanah-tanah debu

vulkanik dengan liat amorf dan biasanya sangat asam sehingga secara intensif

digunakan untuk menghasilkan tebu, kopi, dan tanaman-tanaman lainnya. Jika

dibandingkan tanah alluvial dekat sungai, Inceptisol yang berasal dari pelapukan

abu vulkan lebih subur. Smith (1965 dalam Resman, dkk, 2006) menyatakan, hal

ini dapat diketahui dari sifat fisik dan kimia tanah antara lain; berat jenis 1,0

g/cm3, kalsium karbonat kurang dari 40 %, pH mendekati netral atau lebih (pH <

4 tanah bermasalah), kejenuhan basa kurang dari 50% pada kedalaman 1,8 m,

COLE antara 0,07 dan 0,09, nilai porositas 68% sampai 85%, air yang tersedia

cukup banyak antara 0,1 1 atm.

Sifat-sifat kimia tersebut dapat dijadikan parameter dalam menganalisa

pengaruh debu vulkan terhadap kesuburan tanah Inceptisol. Oleh sebab itu kita

harus mengetahui karakteristik dari sifat-sifat tersebut terlebih dahulu. Hal ini

akan dibahas dalam subbab selanjutnya.

Sifat Kimia Tanah

Peranan sifat kimia tanah sangat besar dalam menentukan tanah tersebut

subur atau tidak. Kesuburan tanah diartikan sebagai suatu kondisi optimal tanah


dimana hara yang dibutuhkan oleh tanaman dalam produksi cukup dan berimbang

di dalam tanah. Untuk mengetahui kadar hara tersebut cukup dan berimbang perlu

dilakukan suatu uji tanah untuk mengetahui produktivitas tanah tersebut. Dengan

demikian, diperlukan analisis tanah yang bertujuan mengetahui status dan

dinamika hara di dalam tanah. Parameter sifat-sifat kimia tanah mendasar yang

perlu dianalisis sebagai berikut :

1. Kemasaman tanah

Kemasaman tanah digunakan untuk mencirikan suatu kesesuaian tanaman

terhadap tanah untuk dapat tumbuh dengan produksi yang optimal. pH adalah

singkatan dari potensial hidrogen dengan skala 1-14 dalam menentukan

keasaman, netral atau kealkalian suatu tanah. pH dapat diformulasikan sebagai

berikut : pH = - log [H+]

Jika pH tanah lebih kecil dari 7, maka kepekatan ion hidrogen (H+) adalah

meningkat dan cenderung menjadi asam. Sebaliknya jika pH tanah itu lebih

besar dari 7, maka kepekatan akan ion hidrogen menyusut tetapi kepakatan

akan ion hidroksil meningkat dan cenderung menjadi alkalin. Bertambahnya

ion H+ dan OH- dapat terjadi bila unsur alkalin atau unsur asam tanah

bertambah. Dalam keadaan kepekatan ion H+ dan OH- adalah sama

(yaitu pH 7) maka keadaan pH tanah seperti itu dinyatakan sebagai pH netral

(Rafii, 1990).

pH tanah dapat diukur dengan berbagai cara. Selain dengan menggunakan

kertas lakmus, pH tanah dapat diukur di laboratorium dengan menggunakan

berbagai pelarut seperti H2O, KCl, CaCl2 dan NaF. pH KCl biasanya memiliki

1 unit lebih rendah dari pH H2O. pH ini merupakan ukuran popular di tanah-


tanah yang sangat asam. pH KCl dapat menunjukkan Al tukar, jika

pH KCl < 5,5 maka jumlah Al nyata di larutan (Mukhlis, 2007).

Hakim dkk (1986), menyatakan dalam keadaan yang sangat masam,

Al menjadi sangat larut yang dijumpai dalam bentuk kation Al3+ dan

hidroksida Al. Kedua ion Al itu lebih mudah terjerap pada koloid liat daripada

ion H. Oleh karena Al berada dalam larutan tanah mudah terhidrolisis, maka

Al merupakan penyebab kemasaman atau penyumbang ion H. Ion H yang

dibebaskan secara demikian akan memberikan nilai pH rendah bagi larutan

tanah dan mungkin merupakan sumber utama ion H dalam sebagian besar

tanah masam.

Nilai pH tanah dapat digunakan sebagai indikator kesuburan kimiawi

tanah, karena dapat mencerminkan ketersediaan hara dalam tanah tersebut. pH

optimum untuk ketersediaan unsur hara tanah adalah sekitar 7,0, karena pada

pH ini semua unsur makro tersedia secara maksimum sedangkan unsur hara

mikro tidak maksimum kecuali Mo, sehingga kemungkinan terjadinya

toksisitas unsur mikro tertekan. Pada pH di bawah 6,5 dapat terjadi defisiensi

P, Ca, dan Mg serta toksisitas B, Mn, Cu, dan Fe, sedangkan pada pH di atas

7,5 dapat terjadi defisiensi P, B, Fe, Mn, Cu, Zn, Ca dan Mg, juga keracunan

B dan Mo (Hanafiah, 2005).

Kisaran pH tanah berbeda berdasarkan jenis tanah dan iklimnya. Pada

tanah gambut, kisaran pH tanah dapat kurang dari 3.0 dan sebaliknya pada

tanah mineral mencapai 4.5 9.00. kisaran pH tanah mineral di daerah basah

berbeda dengan daerah kering. Di wilayah basah, kisaran pH berada di antara

sedikit di bawah 5 hingga sedikit diatas 7 sedangkan di wilayah kering berada


sedikit dibawah 7 hingga mendekati 9. Pada daerah basah umumnya dijumpai

tanah-tanah masam dengan konsentrasi ion H+ yang melebihi konsentrasi

OH-. Tanah- tanah ini dapat mengandung Al,Fe dan Mn terlarut dalam jumlah

besar. Tanah-tanah alkalin terdapat pada daerah agak kering hingga kering.

Akibat reaksinya di dalam tanah tersebut hanya mengandung sedikit Al, Fe

dan Mn terlarut (Tan, 1990).

Untuk penanaman pada tanah yang pHnya tidak sesuai perlu dilakukan

perbaikan pH untuk mencapai pH ideal. Pada tanah alkalin, penurunan pH

dapat dilakukan dengan penambahan sulfur atau bahan bersulfur, agar sulfur

yang dilepaskan membentuk asam sulfur pemasam tanah, sedangkan pada

tanah masam peningkatan pH dapat dilakukan dengan pengapuran

(Hanafiah, 2005).

2. Kapasitas Tukar Kation tanah

Jumlah total kation yang dapat dipertukarkan dinyatakan dalam mg

(milligram) per 100 g tanah (mg 100 g-1) kering oven sering disebut Cation

Exchangeable Capacity (CEC). KTK merupakan jumlah muatan negatif tanah

baik yang bersumber dari permukaan koloid anorganik (liat) maupun koloid

organik (humus) yang merupakan situs pertukaran kation-kation

(Hanafiah, 2005). Foth (1994) menyatakan bahwa liat dan humus adalah yang

paling penting di dalam tanah karena dalam keadaan koloid, keduanya dapat

mempertukarkan jumlah luas permukaan yang relatif bagi penyerapan air dan

ion.

Kation-kation tersebut berikatan dengan permukaan koloid yang

bermuatan negatif karena adanya daya menarik kation-kation tanah. Kekuatan


ikatan antar muatan kation tinggi pada permukaan koloid dan menurun jika

kation tersebut jauh jaraknya dari permukaan koloid (Hanafiah, 2005).

Efisiensi yang ion-ionnya akan saling bertukar ditentukan oleh faktor-faktor

(a) konsentrasi relatif atau jumlah ion, (b) jumlah muatan pada ion, dan

(c) jarak dan aktivitas ion-ion yang berbeda (Foth, 1994).

Proses pertukaran kation pada tanah mineral di lapisan olah banyak Ca

terjerap dan berada di daerah humid. Sejumlah asam karbonat dan asam

lainnya dibentuk bersamaan dengan proses dekomposisi bahan organik. Ion H

yang terbentuk mulai menggantikan ion Ca yang berada pada kompleks

jerapan. Pertukaran itu terjadi sebagai akibat aksi massa. Disamping itu juga

karena ion H dijerap lebih kuat oleh koloid tanah daripada ion Ca

(Hakim, dkk, 1986). Hanafiah (2005) menambahkan secara umum efisiensi

pertukaran ion-ion dalam tanah (dari tinggi ke rendah) adalah sebagai berikut :

Al > Ca > Mg > K > Na : H

Kapasitas tukar kation tanah sangat beragam pada setiap jenis tanah.

Besarnya KTK tanah dipengaruhi oleh sifat dan ciri tanah itu sendiri antara

lain (a) reaksi tanah (pH), (b) tekstur tanah atau jumlah liat, (c) jenis mineral

liat, (d) bahan organik, dan (e) pengapuran dan pemupukan

(Hakim, dkk, 1986).

Hubungan pH dengan KTK sangat erat yaitu pada pH rendah, hanya

muatan permanen liat, dan sebagian muatan koloid organik memegang ion

yang dapat digantikan melalui pertukaran kation. Dengan demikian KTK

relatif rendah. Hal ini disebabkan oleh kebanyakan tempat pertukaran kation

koloid organik dan beberapa fraksi liat, H+ dan mungkin hidroksi-Al terikat


kuat, sehingga sukar dipertukarkan. Dengan meningkatnya pH, hidrogen yang

diikat koloid organik dan liat berionisasi dan dapat digantikan. Demikian pula

ion hidroksi-Al yang terjerap akan dilepaskan dan membentuk Al(OH)3.

Dengan demikian terciptalah tapak-tapak pertukaran baru pada koloid liat.

Beriringan dengan perubahan-perubahan itu KTK pun meningkat

(Hakim, dkk, 1986).

Suatu tanah yang mengandung KTK tinggi memerlukan pemupukan

kation tertentu dalam jumlah banyak agar dapat tersedia bagi tanaman. Bila

diberikan dalam jumlah sedikit maka ia kurang tersedia bagi tanaman karena

lebih banyak terjerap. Sebaliknya pada tanah-tanah yang ber-KTK rendah,

pemupukan kation tertentu tidak boleh banyak karena mudah tercuci bila

diberikan dalam jumlah berlebihan. Pemupukan kation dalam jumlah banyak

pada tanah ber-KTK rendah adalah tidak efisien (Hakim, dkk, 1986).

3. Kejenuhan Basa

Damanik, dkk (2010) menyatakan kejenuhan basa merupakan salah satu

ciri tanah yang cukup penting. Kejenuhan basa adalah perbandingan antara

kation basa (Ca, Mg, K dan Na) dengan nilai tukar total (KTK) dan dinyatakan

persen, dapat pula dituliskan dengan rumus berikut:

Kejenuhan basa = me (Ca+Mg+K+Na)/100 g x 100% me KTK total/100 g

Terdapat korelasi positif antara persen kejenuhan basa dan pH tanah.

Umumnya, terlihat bahwa kejenuhan basa tinggi jika pH tanah tinggi. Oleh

karena itu, tanah-tanah daerah iklim kering (arid) biasanya mempunyai

kejenuhan basa yang lebih tinggi daripada tanah-tanah di daerah iklim basah.

Kejenuhan basa yang rendah berarti terdapat banyak ion H+ (Tan, 1991).


Kejenuhan basa sering dianggap sebagai petunjuk tingkat kesuburan tanah.

Kemudahan pelepasan kation terjerap untuk tanaman tergantung pada tingkat

kejenuhan basa. Suatu tanah dianggap sangat subur jika kejenuhan

basanya 80%, berkesuburan sedang jika kejenuhan basanya antara 80 dan 50%, dan tidak subur pada kejenuhan basa 50%. Suatu tanah dengan kejenuhan basa sebesar 80% akan melepaskan basa-basa yang dapat

dipertukarkan lebih mudah daripada tanah yang sama dengan kejemuhan basa

50%. Pengapuran merupakan cara yang umum untuk meningkatkan persen

kejenuhan basa tanah (Tan, 1991).

Hanafiah (2005) menyatakan bahwa pengapuran karbonat (CaCO3)

menghasilkan ion-ion hidroksil yang mengikat kation-kation asam (H dan Al)

pada koloid tanah menjadi inaktif, sehingga pH naik. Situs muatan negatif

koloid digantikan oleh kation basa (Ca), sehingga kejenuhan basa meningkat

pula.

4. Basa-Basa Tukar

Secara teknis, basa adalah proton akseptor seperti ion OH sedangkan asam

adalah proton donor seperti ion H. walaupun demikian, kation-kation Ca, Mg,

K, dan Na yang dapat dipertukarkan semuanya berkaitan dengan senyawa-

senyawa dalam tanah seperti CaCO3, MgCO3, K2CO3 dan Na2CO3, yang

reaksinya lebih basa dari asam. Untuk alasan ini Ca, Mg, K dan Na pada

umumnya diacu sebagai basa-basa yang dapat dipertukarkan, sedangkan H

pada umumnya disebut asam yang dapat dipertukarkan (Foth, 1994).


Kalsium Rosmarkam dan Yuwono (2002), kalsium diserap oleh akar tanaman dari

kompleks jerapan tanah atau dari larutan tanah dalam ion Ca2+. Sumber Ca

adalah mineral yang mengandung Ca dan kandungan terbesar dari batuan

kapur (kalsit), dolomit, Ca-feldspar, amfibol. Mineral apatit selain

mengandung Ca, juga mengandung hara makro penting, yakni fosfor.

Banyak persamaan antara perilaku kalsium, magnesium dan kalium di

dalam tanah. Unsur-unsur ini semua tersedia sebagai kation yang dapat

dipertukarkan, dan jumlah yang tersedia penting hubungannya dengan

pengikisan dan tingkat pencucian. Kation-kation yang dibebaskan waktu

pengikisan diserap di tempat-tempat pertukaran kation. Terjadi keseimbangan

antara bentuk-bentuk yang dapat dipertukarkan dan yang terlarut. Difusi ke

permukaan akar merupakan proses yang paling penting dalam penyerapan dari

tanah (Foth, 1994).

Sebagian besar kalsium berada pada komplek adsorpsi dan mudah

dipertukarkan dan kalsium ini mudah tersedia bagi tanaman. Jumlah kalsium

yang tersedia melebihi unsur lain. Oleh karena itu, di daerah humid kehilangan

kalsium sangat nyata, karenanya pengapuran selalu disarankan (Hakim, dkk,

1986).

Kalsium berperan dalam struktur dan permeabilitas membran, terutama

karena fungsinya sebagai pengikat antarmolekul-molekul fosfolipid-

fosfolipid/protein penyusunnya, dan sebagai aktivator beberapa enzim, tetapi

juga sebagai inhibitor enzim lainnya (Hanafiah, 2005).


Damanik, dkk (2010) menyatakan bahwa kekurangan Ca dapat diketahui

pada daun-daun muda dan ujung-ujung dari titik tumbuh keriput dan akhirnya

mengering. Daun-daun yang lebih tua nampak berkeriput, dan pada umumnya

tanaman menjadi lemah.

Magnesium Sumber Mg dalam tanah berasal dari mineral-mineral yang lapuk. Mineral

yang mengandung Mg adalah biotit, khlorit, dolomit, serpentin, dan olivin.

Kerak bumi mengandung Mg total sekitar 1,93%. Bila berasal dari bahan

induk yang mengandung Mg, maka tanah pasir humid memiliki kadar Mg

lebih tinggi daripada tanah halus arid (Rosmarkam dan Yuwono, 2002).

Bentuk magnesium di dalam tanah yang dapat diabsorsi tanaman adalah

bentuk yang dapat dipertukarkan atau bentuk yang larut dalam air. Keadaan

Mg ini di dalam tanah hampir sama dengan kalium. Penyerapannya oleh

tanaman sangat tergantung kepada jumlah yang tersedia dan jumlah yang

dapat dipertukarkan. Bentuk-bentuk magnesium dalam tanah adalah (1) larut

dalam air, (2) dapat dipertukarkan, (3) dalam kisi mineral tipe 2:1, dan

(4) dalam mineral primer (Hakim, dkk, 1986).

Peranan hara Mg sebagai penyusun klorofil dan aktivator enzim-enzim

dalam reaksi fotosintesis, respirasi dan sintesis DNA/RNA, serta sebagai

pemicu penyediaan energi kimia dari ATP yang dibutuhkan dalam berbagai

reaksi, seperti pada proses fermentasi glukosa (Hanafiah, 2005).

Foth (1994), magnesium merupakan unsur pembentuk klorofil. Seperti

halnya dengan beberapa hara lainnya, kekurangan magnesium mengakibatkan

perubahan warna yang khas pada daun. Kadang-kadang pengguguran daun


sebelum waktunya merupakan akibat dari kekurangan magnesium. Daun-daun

sorgum dan jagung menjadi bergaris-garis, tulang-tulang daunnya tetap hijau,

tetapi daerah diantara tulang-tulang daun sorgum dan jagung menjadi kuning.

Daun tanaman yang terletak di bagian bawah adalah yang mula-mula

terpengaruh.

Kalium Sumber kalium yang terdapat dalam tanah berasal dari pelapukan mineral

yang mengandung K. mineral tersebut bila lapuk melepaskan K ke larutan

tanah atau terjerapan tanah dalam bentuk tertukar. Kadar K tanah di tanah-

tanah Indonesia bervariasi. Pada tanah tua dan tanah abu vulkanik, umumnya

kaya kadar K sedangkan tanah gambut kadar K sedang sampai rendah. Makin

dalam dari permukaan, maka kadar K makin rendah

(Rosmarkam dan Yuwono, 2002).

Kalium dapat diserap pada pertukaran kation dan siap tersedia untuk

diambil tanaman. Suatu keseimbangan terjadi antara kalium larutan dan

kalium yang dapat dipertukarkan. Kadar kalium dalam larutan tanah, dengan

kekuatan massa yang mendesak lebih banyak kalium ke kedudukan

pertukaran. Selama waktu itu, pelepasan kalium melebihi pengambilan oleh

tanaman dan kalium yang dapat dipertukarkan atau yang tersedia meningkat.

Selama masa pertumbuhan yang cepat, tanaman mungkin memindahkan

kalium dari tanah lebih cepat daripada yang dilepaskan melalui pengikisan,

dan keseimbangan bergeser ke kiri. Karena tanaman menyerap kalium dari

larutan tanah, kalium itu memisahkan diri dari tapak pertukaran kation dalam


usaha untuk menjaga keseimbangan. Hal ini menjadikan kalium sebagai salah

satu ion basa yang dapat dipertukarkan (Foth, 1994).

Hanafiah (2005), kalium berfungsi sebagai aktivator enzim dalam proses

fotosintesis dan respirasi, translokasi karbohidrat, sintesis protein dan pati.

Berperan dalam proses buka-tutup stomata karena fungsinya dalam

pengaturan potensi osmotik sel-sel. Sedikit perannya sebagai penyusun

komponen tanaman, sehingga umumnya tetap dalam bentuk ion.

Kekurangan kalium, pertama sekali gejala terlihat pada daun dan

selanjutnya diikuti oleh melemahnya batang sehingga dapat menyebabkan

kerebahan, tanaman lebih muda terserang penyakit, umumnya pertumbuhan

tanaman lambat dan kerdil, daun sebelah bawah seperti terbakar pada tepi dan

ujungnya kemudian berjatuhan sebelum waktunya. Daun mula-mula

mengkerut dan mengkilap, selanjutnya pada bagian ujung dan tepi daun mulai

terlihat warna kekuningan yang menjalar di antara tulang daun. Kemudian

tampak bercak-bercak merah coklat dan akhirnya daun mati

(Damanik, dkk, 2010).

Natrium Natrium merupakan unsur penyusun lithosfer keenam setelah kalsium

yaitu 2,75% yang berperan penting dalam menentukan karakteristik tanah dan

pertumbuhan tanaman terutama di daerah kering dan agak kering yang

berdekatan dengan pantai, karena tingginya kadar natrium di laut, suatu tanah

disebut tanah alkali jika KTK atau muatan negatif koloid-koloidnya dijenuhi

oleh 15% Na, yang mencerminkan unsur ini merupakan komponen dominan dari garam-garam larut yang ada. Pada tanah-tanah ini, mineral sumber


utamanya adalah halit (NaCl). Kelompok tanah alkalin ini disebut tanah

halomorfik, yang umumnya terbentuk di daerah pesisir pantai iklim kering dan

berdrainase buruk. Sebagaimana unsur mikro, natrium juga bersifat toksik

bagi tanaman jika terdapat dalam tanah dalam jumlah yang sedikit berlebihan

(Hanafiah, 2005).

Natrium diserap dalam bentuk ion Na. Natrium bukan merupakan unsur

hara tanaman yang penting. Walaupun dalam tanaman tidak mengandung

natrium, tanaman tidak menunjukkan adanya gangguan metabolisme.

Tanaman selalu mengandung unsur natrium dalam konsentrasi yang berbeda-

beda. Natrium sering berpengaruh terhadap kualitas produksi, baik bersifat

positif maupun negatif. Pengaruh natrium yang baik pada pertumbuhan

tanaman bila kadar kalium relatif rendah. Pada konsentrasi kalium yang

rendah, pemberian natrium menaikkan produksi cukup tinggi sedangkan pada

konsentrasi kalium yang tinggi, pemberian natrium sedikit menurunkan

produksi. Oleh sebab itu kadar natrium yang besar menyebabkan penyerapan

kalium terhambat. Dalam keadaan tertentu, pada tanaman serealia, misalnya

kekurangan kalium dapat digantikan oleh natrium. Penggantian kalium oleh

natrium mungkin hanya dalam menaikkan fungsi turgor sel


Natrium dilepaskan dari pengikisan mineral. Di daerah basah pencucian

dengan mudah melenyapkan natrium karena daya ikatannya pada tanah

pertukaran tidak kuat. Di daerah-daerah kering dapat terjadi penimbunan

natrium dalam bentuk natrium kerbonat dan natrium tersebut cenderung akan

menempati sebagian posisi pertukaran. Hidrolisis natrium karbonat dan


natrium yang dapat dipertukarkan menghasilkan suatu basa yang sangat kuat,

yaitu NaOH. Apabila tanah 15% jenuh natrium atau natrium karbonat yang

berarti terdapat pada tanah, nilai pH mungkin berada antara 8,5 dan 10

(Foth, 1994).

Tanah yang mengandung natrium yang lebih tinggi, mempunyai nilai pH

yang lebih tinggi pula pada kejenuhan basa yang sama. Hal ini sering sekali

kita temukan pada tanah yang beriklim kering yang kaya natrium. Kejadian ini

diduga disebabkan oleh koloid yang kaya natrium sukar mendisosiasikan ion

hidrogen, sehingga sumbangan ion hidrogen rendah sekali ke dalam larutan

tanah (Hakim, dkk, 1986).

5. Belerang (S) tanah

Belerang (S) terdapat dalam mineral tanah dan diimmobilisasi ke dalam

senyawa-senyawa tanaman penting dan akhirnya tertimbun di dalam bahan

organik tanah. Belerang, serupa dengan fosfor tersedia dalam tanah melalui

pengikisan dan mineralisasi. Tanaman memperoleh belerangnya dari tanah

sebagai sulfat (SO42-), tetapi sebagian diserap melalui daun sebagai SO2.

Sulfat direduksi dalam tanah yang tergenang menjadi hidrogen sulfida (Gas

H2S) dan belerang unsur itu sendiri (Foth, 1994).

Unsur sulfur (belerang) merupakan unsur hara makro esensial yang diserap

tanaman dalam jumlah yang hampir sama dengan unsur P (0,1 -

0,3%). Unsur ini diambil tanaman dalam bentuk sulfat dan sedikit dalam

bentuk gas belerang yang diserap melalui daun dari atmosfer. Bentuk kedua

ini dalam jumlah yang sedikit berlebihan telah meracun bagi tanaman. Sumber


S bagi tanaman berasal dari pelapukan mineral tanah, gas belerang atmosfer

dan dekomposisi bahan organik (Hanafiah, 2005).

Masalah penyediaan S di dalam tanah tidak sepenting masalah penyediaan

P, karena apabila P merupakan unsur tak mobil maka S merupakan unsur yang

mobil di dalam tanah sehingga ion sulfat lebih mudah tersedia di dalam tanah

dan kemampuan tanaman untuk menyerap gas SO2 secara langsung dari

atmosfer (sumber emisi ini melimpah). Mineral sulfur di dalam tanah biasanya

dalam bentuk Na2SO4, MgSO4, FeS, ZnS, dan H2S yang umumnya

merupakan garam yang mudah larut. Namun defisiensi unsur ini juga dapat

terjadi terutama pada tanah berpasir dan tanah-tanah yang tinggi kandungan

oksida Fe dan Al maupun alofan, serta rendahnya bahan organik


Di dalam tanah dengan berbagai kondisi maka akan terjadi proses reduksi

dan oksidasi dari belerang, yang hal ini akan mempengaruhi ketersediaan

belerang tanah untuk tanaman. Dalam keadaan oksidasi belerang dapat hilang

akibat pencucian atau difiksasi oleh liat. Berikut merupakan faktor-faktor yang

mempengaruhi ketersediaan belerang, yaitu (1) mineralisasi belerang, (2)

immobilisasi, (3) oksidasi dan reduksi, (4) retensi sulfat, dan (5) kehilangan

belerang tanah (Hakim, dkk, 1986).

Peristiwa oksidasi dari belerang dalam tanah sangat penting artinya dalam

hubungannya dengan pertumbuhan tanaman. Pertama, reaksi-reaksi ini hingga

batas tertentu menentukan jumlah belerang yang tersedia dan terdapat dalam

tanah. Kedua, tingkat oksidasi belerang menentukan hingga batas tertentu

kemasaman tanah. Pengaruh oksidasi belerang terhadap penurunan


kemasaman tanah dapat dilihat secara nyata. Setiap oksidasi dari sulfida

menjadi sulfat selalu akan menghasilkan dua atom hidrogen dan dapat

menurunkan pH tanah menjadi lebih rendah (Hakim, dkk, 1986).

Belerang tanah akan hilang dengan berbagai cara yaitu melalui penguapan

berupa gas ke udara, akibat erosi, pencucian dan dapat diserap tanaman.

Kehilangan memalui erosi dapat terjadi bila kemiringan tanah memungkinkan.

Kehilangan belerang akibat pencucian dapat terjadi pada setiap jenis tanah.

Kehilangan akan semakin besar apabila tanah bertekstur pasir dan berada pada

daerah dengan curah hujan tinggi (Foth, 1994).

6. Aluminium yang dapat dipertukarkan (Al-dd) dan Kejenuhan Aluminium

Al dalam bentuk dapat ditukarkan (Al-dd) umumnya terdapat pada tanah-

tanah yang bersifat masam dengan pH < 5,0. Aluminium ini sangat aktif

karena berbentuk Al3+ monomer yang sangat merugikan dengan meracuni

tanaman atau mengikat fosfor. Oleh karena itu untuk mengukur sejauh mana

pengaruh Al ini perlu ditetapkan kejenuhannya. Semakin tinggi kejenuhan

aluminium, akan semakin besar bahaya meracun terhadap tanaman.

Kandungan aluminium dapat tukar (Al3+) mempengaruhi jumlah bahan kapur

yang diperlukan untuk meningkatkan kemasaman tanah dan produktivitas

tanah (Anonimous, 2009).

Kadar aluminium sangat berhubungan dengan pH tanah. Semakin rendah

pH tanah, maka semakin tinggi aluminium yang dapat dipertukarkan dan

sebaliknya. Disamping kadar aluminium yang dapat dipertukarkan, pengaruh

jelek aluminium diukur dengan derajat penjenuhan aluminium yang

dinyatakan dengan:


Kejenuhan Al = Al-dd x 100% KTK

Bila kejenuhan aluminium > 60%, tanah tersebut sering dikatakan tidak

layak untuk tanah pertanian sebelum direklamasi atau ameliorasi terlebih

dahulu. Oleh karena kejenuhan aluminium dipengaruhi oleh KTK dan juga

dipengaruhi oleh tekstur, maka semakin kasar tekstur tingkat kebahayaan

aluminium semakin tinggi (Rosmarkam dan Yuwono, 2002).

Hakim, dkk (1986) menyatakan bahwa keracunan aluminium menghambat

perpanjangan dan pertumbuhan akar primer, serta menghalangi pembentukan

akar lateral dan bulu akar. Apabila pertumbuhan akar terganggu, serapan hara

dan pembentukan senyawa organik tersebut akan terganggu. Sistem perakaran

yang terganggu akan mengakibatkan tidak efisiennya akar menyerap unsur

hara.

7. Hidrogen yang dapat dipertukarkan (H-dd) dan Kejenuhan Hidrogen

Kemasaman tanah mempunyai 2 komponen yaitu (1) H aktif yang terdapat

di dalam larutan tanah (potensial), (2) H yang dapat dipertukarkan atau disebut

kemasaman cadangan. Kedua bentuk tersebut cenderung membentuk

keseimbangan sehingga perubahan pada yang satu mengakibatkan perubahan

pada yang lain. Apabila basa dibubuhkan pada tanah yang asam, H terlarut

dinetralisasi dan sebagian H yang dapat dipertukarkan terionisasi untuk

mengembalikan keadaan seimbang. Jumlah H yang dapat dipertukarkan

dengan perlahan-lahan berkurang. H terlarut akan menurun dan pH akan

lambat laun meningkat (Foth, 1994).

Kemasaman tanah dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu :

(1) unsur P kurang tersedia, (2) kekurangan unsur-unsur Ca dan Mg sebagai


basa tanah, (3) kekurangan unsur Mo, (4) Aktivitas mikroorganisme seperti

fiksasi N dari tanaman kacang-kacangan terhambat, (5) kandungan Mn dan Fe

yang berlebih sehingga dapat menjadi racun bagi tanah dan tanaman, dan (6)

kelarutan ion Al dan H yang sangat tinggi, sehingga merupakan faktor

penghambat tumbuh tanaman yang utama pada tanah masam (Rafii, 1990).

Peningkatan pH tanah tidak dapat diubah dengan mudah jika terdapat

banyak hambatan/sanggaan tanah (buffer), yang merupakan suatu sifat umum

dari campuran asam basa dengan garamnya. Komponen tanah yang

mempunyai sifat menyangga adalah gugus asam lemah seperti karbonat serta

kompleks-kompleks koloidal tanah. Asam lemah tersebut mempunyai tingkat

disosiasi yang lemah dan sebagian besar dari ion H masih tetap terjerap dalam

permukaan koloid. Adanya bahan penyangga tanah, dapat menjaga penurunan

pH yang drastis akibat bertambahnya ion H oleh suatu proses biologis atau

pemupukan. Kegiatan jasad mikro atau penambahan pupuk yang bersifat

masam akan menyumbangkan sejumlah ion H (Hakim, dkk, 1986).

Ion H yang dapat dipertukarkan adalah sumber utama H+ sampai pH tanah

menjadi di bawah 6, bila Al pada lempeng liat Oktahedral Al menjadi tidak

mantap dan diserap sebagai Al yang dapat dipertukarkan tersebut adalah

sumber H+. berikut adalah persamaannya :

Misel-Al + 3 H2O H

Al(OH)3 + misel H H+ H H yang bebas hidrolisis oleh Al yang dapat dipertukarkan ialah

meningkatnya konsentrasi H+ larutan tanah yang dihasilkan dari didosiasi H


(misel) dapat dipertukarkan dan yang dihasilkan dari hal tersebut adalah

H terjerap H larutan (Foth, 1994).

Kejenuhan H memiliki kesamaan dengan kejenuhan Al. Hal ini dapat

dilihat dari cara mendapatkan kejenuhan H sama dengan kejenuhan Al yaitu :

Kejenuhan H = H-dd x 100% KTK

Tingkat kejenuhan hidrogen di dalam tanah disebabkan ion H yang

terjerap pada permukaan koloid yang merupakan penyebab kemasaman. Hal

ini akan menyebabkan menurunnya pH tanah semakin drastis.

Persyaratan Lingkungan Tumbuh Tanaman Jagung (Zea mays L.)

Iklim

Jagung tidak menuntut persyaratan lingkungan yang terlalu ketat. Namun

untuk pertumbuhan optimalnya, jagung menghendaki persyaratan-persyaratan

lingkungan yang harus dipenuhi, antara lain sebagai berikut:

1. Menghendaki penyinaran matahari yang penuh. Di tempat-tempat yang

teduh, pertumbuhan jagung akan merana dan tidak mampu membentuk

buah.

2. Menghendaki suhu optimum 21-34C. Di Indonesia, suhu semacam ini

terdapat di daerah dengan ketinggian antara 0-600 m dpl.

(Najiyati dan Danarti, 1999).

Daerah yang dikehendaki oleh sebagian besar tanaman jagung yaitu daerah

beriklim sedang hingga daerah beriklim subtropics atau tropis basah. Jagung dapat

tumbuh di daerah yang terletak anatar 500 LU 400 LS. Suhu yang dikehendaki


tanaman jagung untuk pertumbuhan terbaiknya antar 27-320C

(Purwono dan Hartono, 2008).

Tanah

Jagung menghendaki tanah yang gembur, subur, berdrainase baik dengan

pH 5,6-7,2. Tanah yang bertekstur berat, harus diolah sehingga aerasi dan

drainasenya baik. Membutuhkan air yang cukup, terutama pada saat awal

pertumbuhannya, yaitu stadia pembungaan dan stadia pengisian biji. Di lahan

yang tidak beririgasi, curah hujan optimal, yang dikehendaki antara 85-100 mm

per bulan, merata sepanjang pertumbuhan tanaman (Najiyati dan Danarti, 1999).

Tanah yang dikehendaki dalah gembur dan subur, karena tanaman jagung

memerlukan aerasi dan pengairan yang baik. Jagung dapat tumbuh baik pada

berbagai macam tanah. Tanah lempung berdebu adalah tanah yang paling baik

bagi pertumbuhannya (AAK, 1998).


logam aluminum

Documents