SIFAT FISIK, KIMIA, DAN BIOLOGI TERHADAP TANAMAN

MAKALAH

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memenuhi tugas

Mata Kuliah Kesuburan Tanah dan Nutrisi Tanaman I

Alexander Ambarita 150510120077

Engla Rahma Putri 150510120096

Gordon Pius M.S. 150510120097

Mustika Andianny 150510120099

Afrizal Rizky 150510120119

PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS PADJADJARAN

2013

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Tanah merupakan akumulasi tubuh alam bebas, yang menduduki sebagian besar

permukaan bumi yang mampu menumbuhkan tanaman dan memiliki sifat sebagai akibat

pengaruh iklim dan jasad hidup yang bertindak terhadap bahan induk dalam keadaan relief

tertentu selama jangka waktu tertentu pula.

Tanah merupakan faktor terpenting dalam tumbuhnya tanaman dalam suatu sistem

pertanaman, pertumbuhan suatu jenis dipengaruhi oleh beberapa faktor, salah satunya ialah

tersedianya unsur hara, baik unsur hara makro maupun unsur hara mikro. Tanah sebagai

medium pertumbuhan tanaman berfungsi pula sebagai pemasok unsur hara, dan tanah secara

alami memiliki tingkat ketahanan yang sangat beragam sebagai medium tumbuh tanaman.

Tanaman memerlukan makanan yang sering disebut hara tanaman (plant nutrient)

untuk memenuhi siklus hudupnya. Apabila suatu tanaman kekurangan suatu unsur hara, maka

akan menampakkan gejala pada suatu organ tertentu yang spesifik yang biasa disebut gejala

kekahatan. Unsur hara yang diperlukan tanaman tidak seluruhnya dapat dipenuhi dari dalam

tanah. Oleh karena itu perlu penambahan dari luar biasanya dalam bentuk pupuk. Pupuk

adalah bahan yang diberikan kedalam tanah atau tanaman untuk memenuhi kebutuhan unsur

hara bagi tanaman dan dapat berfungsi untuk memperbaiki sifat fisika, kimia dan biologi

tanah.

Kesuburan tanah ditentukan oleh keadaan fisika, kimia dan biologi tanah. Keadaan

fisika tanah meliputi kedalaman efektif, tekstur, struktur, kelembaban dan tata udara tanah.

Keadaan kimia tanah meliputi reaksi tanah (pH tanah), KTK, kejenuhan basa, bahan organik,

banyaknya unsur hara, cadangan unsur hara dan ketersediaan terhadap pertumbuhan tanaman.

Sedangkan biologi tanah antara lain meliputi aktivitas mikrobia perombak bahan organik

dalam proses humifikasi dan pengikatan nitrogen udara. Evaluasi kesuburan tanah dapat

dilakukan melalui beberapa cara, yaitu melalui pengamatan gejala defisiensi pada tanaman

secara visual, analisa tanaman dan analisa tanah. Analisa tanaman meliputi analisa serapan

hara makro primer (N, P dan K) dan uji vegetatif tanaman dengan melihat pertumbuhan

tanaman. Sedangkan analisa tanah meliputi analisa ketersediaan hara makro primer (N, P dan

K) dalam tanah. Pembuatan makalah ini dimaksudkan untuk membahas beberapa hal terkait

dengan kesuburan tanah dan hubungan sifat fisik, kimia dan biologi tanah untuk pertumbuhan

tanaman, sehingga pemakalah mampu memahami dan menjelaskan sifat fisik tanah, sifat

kimia tanah, sifat biologi tanah serta keterkaitan sifat tanah tersebut dengan pertumbuhan

tanaman.

B. RUMUSAN MASALAH

1. Apa saja yang termasuk sifat fisik tanah?

2. Apa saja yang termasuk sifat kimia tanah?

3. Apa saja yang di maksud sifat biologi tanah?

4. Apa yang di maksud dengan kesuburan tanah???

5. Bagaimana bagaimana peranan sifat fisik, kimia, dan biologi tanah dalam pertumbuhan

tanaman?

C. TUJUAN

1. Mengetahui sifat fisik tanah

2. Mengetahui sifat kimia tanah

3. Mengetahui sifat biologi tanah

4. Mengetahui faktor kesuburan tanah

4. Mengetahui peranan sifat fisik, kimia, dan biologi tanah dalam pertumbuhan tanaman

BAB II

PEMBAHASAN

SIFAT FISIK TANAH

A. WARNA TANAH

Warna tanah merupakan salah satu sifat yang mudah dilihat dan menunjukkan sifat

dari tanah tersebut. Warna tanah merupakan campuran komponen lain yang terjadi karena

mempengaruhi berbagai faktor atau persenyawaan tunggal. Urutan warna tanah adalah hitam,

coklat, karat, abu-abu, kuning dan putih (Syarief, 1979).

Warna tanah dengan akurat dapat diukur dengan tiga sifat-sifat prinsip warnanya.

Dalam menentukan warna cahaya dapat juga menggunakan Munsell Soil Colour Chart

sebagai pembeda warna tersebut. Penentuan ini meliputi penentuan warna dasar atau matrik,

warna karatan atau kohesi dan humus. Warna tanah penting untuk diketahui karena

berhubungan dengan kandungan bahan organik yang terdapat di dalam tanah tersebut, iklim,

drainase tanah dan juga mineralogi tanah (Thompson dan Troen, 1978).

Mineral-mineral yang terdapat dalam jumlah tertentu dalam tanah kebanyakan

berwarna agak terang (light). Sebagai akibatnya, tanah-tanah itu berwarna agak kelabu

terang, jika terdiri dari mineral-mineral serupa itu yang sedikit mengalami perubahan

kimiawi.

Warna gelap pada tanah umumnya disebabkan oleh kandungan tinggi dari bahan

organik yang terdekomposisi, jadi, dengan cara praktis persentase bahan organik di dalam

tanah diestimasi berdasarkan warnanya. Bahan organik di dalam tanah akan mengahsilkan

warna kelabu gelap, coklat gelap, kecuali terdapat pengaruh mineral seperti besi oksida

ataupun akumulasi garam-garam sehingga sering terjadi modifikasi dari warna-warna di atas.

B. TEKSTUR

Tekstur tanah adalah perbandingan relatif dalam persen (%) antara fraksi-fraksi pasir,

debu dan liat. Tekstur erat hubungannya dengan plastisitas, permeabilitas, keras dan

kemudahan, kesuburan dan produktivitas tanah pada daerah geografis tertentu (Hakim et al,

1986).

Tekstur tanah adalah perbandingan relatif berbagai golongan besar, partikel tanah

dalam suatu massa tanah terutama perbandingan relatif suatu fraksi liat, debu dan pasir.

Tekstur dapat menentukan tata air dalam tanah berupa akecepatanm infiltrasinya, penetrasi

setta kemampuan mengikat air (Kartosapoetra, 1988).

Jika beberapa contoh tanah ditetapkan atau dianalisa di laboratorium, maka hasilnya

selalu memperlihatkan bahwa tanah itu mengandung partikel-partikel yang beraneka ragam

ukurannya, ada yang berukuran koloi, sangat halus, halus, kasar dan sangat kasar.

Partikel-partikel ini telah dibagi ke dalam grup atau kelompok-kelompok atas dasar

ukuran diameternya, tanpa memandang komposisi kimianya, warna, berat atau sifat lainnya.

Kelompok partikel ini pula disebut dengan “separate tanah”. Analisa partikel laboratorium

dimana partikel-partikel tanah itu dipisahkan disebut analisa mekanis. Dalam analisa ini

ditetapkan distribusi menurut ukuran-ukuran partikel tanah (Hakim et al, 1986).

Tekstur tanah sangat berpengaruh terhadap kemampuan daya serap air, ketersediaan

air di dalama tanah, besar aerasi, infiltrasi dan laju pergerakan air (perkolasi). Dengan

demikian maka secara tidak langsung tekstur tanah juga dapat mempengaruhi perkembangan

perakaran dan pertumbuhan tanaman serta efisien dalam pemupukan. Tekstur dapat

ditentukan dengan metode, yaitu dengan metode pipet dan metode hydrometer, kedua metode

tersebut ditentukan berdasarkan perbedaan kecepatan air partikel di dalam air (Hakim et al,

1986).

C. STRUKTUR

Struktur tanah digunakan untuk menunjukkan ukuran partikel-partikel tanah seperti

pasir , debu dan liat yang membentuk agregat satu dengan yang lainnya yang dibatasi oleh

bidang belah alami yang lemah. Agregat yang terbentuk secara alami disebut dengan ped.

Struktur yang daapat memodifikasi pengaruh terkstur dalam hubungannya dengan

kelembaban porositas, tersedia unsur hara, kegiatan jasad hidup dan pengaruh permukaan

akar.

Tipe struktur terdapat empat bentuk utamanya yaitu :

a. bentuk lempung

b. bentuk prisma

c. bentuk gumpal

d. bentuk spheroidel atau bulat

Keempat bentuk utama di atas akhirnya menghasilkan tujuh tipe struktur tanah. Suatu

pengertian tentang sebab-sebab perkembangan struktur di dalam tanah perlu diperhatikan,

karena sturktur tanah sangat mempengaruhi pertumbuhan tanaman dan dapat berubah karena

pengelolaan tanah.

Struktur dapat berkembang dari butir-butir tunggal ataupun kondisi massive. Dalam

rangka menghasilkan agregat-agregat dimana harus terdapat beberapa mekanisme dalam

mana partikel-partikel tanah mengelompok bersama-sama menjadi cluster. Pembentukan ini

kadang-kadang sampai ke tahap perkembangan struktural yang mantap.

Struktur tanah dapat memodifikasi pengaruh tekstur dalam hubungannya dalam

kelembaban, porositas, tersedianya unsur hara, kegiatan jasad hidup dan pertumbuhan akar.

Struktur lapisan olah dipengaruhi oleh praktis dan di mana aerasi dan drainase membatasi

pertumbuhan tanaman, sistem pertanaman yang mampu menjaga kemantapan agregat tanah

akan memberikan hasil yang tinggi bagi produksi pertanian (Hakim et al., 1986).

D. KADAR AIR

Menurut Hakim et al (1986), metode umum yang biasa dipakai untuk menentukan

jumlah air yang dikandung oleh tanah adalah persentase terhadap tanah kering. Bobot tanah

yang lembab dalam hal ini dipakai karena kedaaan lembab sering bergejolak dengan keadaan

air.

Kadar dan ketersediaan air tanah sebenarnya pada setiap koefisien umum bervariasi

terutama tergantung pada tekstur tanah, kadar bahan organik tanah, senyawa kimiawi dan

kedalaman solum/lapisan tanah. Di samping itu, faktor iklim dan tanaman juga menentukan

kadar dan ketersediaan air tanah. Faktor iklim juga berpengaruh meliputi curah hujan,

temperatur dan kecepatan yang pada prinsipnya terkait dengan suplai air dan evapotranirasi.

Faktor tanaman yang berpengaruh meliputi bentuk dan kedalaman perakaran, toleransi

terhadap kekeringan serta tingkat dan stadia pertumbuhan, yang pada prinsipnya terkait

dengan kebutuhan air tanaman (Hanafiah, 2005).

E. BULK DENSITY (KERAPATAN ISI)

Kerapatan isi adalah berat per satuan volume tanah kering oven, biasanya ditetapkan dalam

g/cc (Hakim et al, 1986). Menurut Hardjowigeno (1987), bulk density dapat digunakan untuk

menghitung ruang pori total dengan dasar bahwa kerapatan zarah tanah adalah 2,65 g/cc.

Metode penentuan bulk density yang paling sering digunakan adalah dengan ring sampel atau

metode clod gumpalan tanah yang dicelupkan ke dalam cairan plastik yang kemudian

ditimbang dan di dalam air untuk mengetahui berat dan volume dari clod gumpalan isi.

SIFAT KIMIA TANAH

Tekstur tanah tersusun dari tiga komponen, yaitu: pasir, debu dan liat. Ketiga

komponen tersebut dibedakan berdasarkan ukurannya yang berbeda. Partikel pasir berukuran

antara 200 mikrometer sampai dengan 2000 mikrometer. Partikel debu berukuran antara 2

mikrometer sampai dengan kurang dari 200 mikrometer. Partikel liat berukuran kurang dari 2

mikrometer. Makin halus ukuran partikel penyusun tanah tersebut akan memiliki luas

permukaan partikel per satuan bobot makin luas. Partikel tanah yang memiliki permukaan

yang lebih luas memberi kesempatan yang lebih banyak terhadap terjadinya reaksi kimia.

Partikel liat persatuan bobot memiliki luas permukaan yang lebih luas dibandingkan dengan

kedua partikel penyusun tekstur tanah lain (seperti: debu dan pasir). Reaksi-reaksi kimia yang

terjadi pada permukaan patikel liat lebih banyak daripada yang terjadi pada permukaan

partikel debu dan pasir persatuan bobot yang sama. Dengan demikian, partikel liat adalah

komponen tanah yang paling aktif terhadap reaksi kimia, sehingga sangat menentukan sifat

kimia tanah dan mempengaruhi kesuburan tanah.

Beberapa sifat kimia tanah yang penting untuk diketahui dan dipahami, meliputi:

A. pH TANAH

pH adalah tingkat keasaman atau kebasa-an suatu benda yang diukur dengan

menggunakan skala pH antara 0 hingga 14. Sifat asam mempunyai pH antara 0 hingga 7 dan

sifat basa mempunyai nilai pH 7 hingga 14.

pH tanah atau tepatnya pH larutan tanah sangat penting karena larutan tanah mengandung

unsur hara seperti Nitrogen (N), Potassium/kalium (K), dan Pospor (P) dimana tanaman

membutuhkan dalam jumlah tertentu untuk tumbuh, berkembang, dan bertahan terhadap

penyakit. Jika pH larutan tanah meningkat hingga di atas 5,5. Nitrogen (dalam bentuk nitrat)

menjadi tersedia bagi tanaman. Di sisi lain Pospor akan tersedia bagi tanaman pada pH antara

6,0 hingga 7,0.

Jika larutan tanah terlalu masam, tanaman tidak dapat memanfaatkan N, P, K dan zat hara

lain yang mereka butuhkan. Pada tanah masam, tanaman mempunyai kemungkinan yang

besar untuk teracuni logam berat yang pada akhirnya dapat mati karena keracunan tersebut.

Jika tanah terlalu masam oleh karena penggunaan pestisida, herbbisida, dan fungisida tidak

akan terabsorbsi dan justru akan meracuni air tanah serta air-air pada aliran permukaan.

Faktor yang mempengaruhi pH tanah adalah tipe vegetasi, drainase tanah internal, dan

aktivitas manusia. Nilai pH suatu tanah juga dipengaruhi oleh jenis bahan induk tanah yang

dibentuk. Tanah berkembang dari batuan dasar umumnya memiliki nilai pH lebih tinggi

daripada yang terbentuk dari batuan asam. Curah hujan juga mempengaruhi pH tanah. Air

melewati tanah dasar mencuci kalsium dan magnesium dari tanah dan digantikan oleh unsur-

unsur asam seperti aluminium dan besi. Tanah yang terbentuk di bawah kondisi curah hujan

tinggi lebih asam daripada yang dibentuk di bawah gersang (kering) kondisi.

Proses yang menghasilkan keasaman tanah

a. karbon dioksida hasil dari dekomposisi seresah akan terlarut dalam air akan bereaksi

dengan molekul air menghasilkan asam karbonat

CO2(gas) ↔ CO2 (aq) K1 = 10-1,41

CO2 (aq) + H2O ↔ H2CO3 K2 = 10-2,62

b. asam-asam organik hasil dekomposisi

c. H+ yang dilepas oleh akar tanaman dan organisme yang lain pada waktu pengambilan hara.

Prinsip elektroneutrality adalah pengambilan kation oleh akar harus diimbangi dengan

pengambilan anion atau dengan pelepasan ion hidrogen atau kation lain

d. Oksidasi dari substansi tereduksi sepeti mineral sulfida, bahan organik, fertilizer yang

mengandung ammonium

Proses yang menghasilkan kebasaan tanah

1. Reduksi dari Ferri, mangan, dan oxidized substances membutuhkan H+ atau melepas OH-

dan meningkatkan pH (terjadi pada tanah yang aerasinya jelek)

Misal : Fe(OH)3 (amorf) + e- ↔ Fe(OH)2 (amorf) + OH-

2. Pengambilan kation oleh akar tanaman, kemudian setelah tanaman mati maka akan

terdeposisi di permukaan tanah

PH tanah dikontrol oleh berbagai mekanisme. Sebagian mekanisme adalah sumber langsung

H+ dan atau OH- dan sebagian bekerja dengan bereaksi dengan H+ dan atau OH- untuk

buffer pada larutan tanah. Mekanisme tersebut adalah : (1) oksidasi dan reduksi besi, mangan

dan senyawa sulfur (2) dissolution dan presipitasi mineral tanah (3) Reaksi gas misal CO2

dengan larutan tanah (4) dissosiasi grup asam lemah pada tepi lempung silikat, hidrous

oksida, atau substansi humus (5) reaksi ion-exchange

Pengelompokan kemasaman tanah adalah sebagai berikut:

a. Sangat masam untuk pH tanah < 4,5

b. Masam untuk pH tanah berkisar antara 4,5 s/d 5,5

c. Agak masam untuk pH tanah berkisar antara 5,6 s/d 6,5

d. Netral untuk pH tanah berkisar antara 6,6 s/d 7,5

e. Agak alkalis untuk pH tanah berkisar antara 7,6 s/d 8,5

f. Alkalis untuk pH tanah > 8,5.

B. KAPASITAS TUKAR KATION (KTK)

Pengertian Kapasitas Tukar Kation

Salah satu sifat kimia tanah yang terkait erat dengan ketersediaan hara bagi tanaman dan

menjadi indikator kesuburan tanah adalah Kapasitas Tukar Kation (KTK) atau Cation

Exchangable Cappacity (CEC). KTK merupakan jumlah total kation yang dapat

dipertukarkan (cation exchangable) pada permukaan koloid yang bermuatan negatif. Satuan

hasil pengukuran KTK adalah milliequivalen kation dalam 100 gram tanah atau me kation

per 100 g tanah.

Kapasitas tukar kation (KTK) menunjukkan ukuran kemampuan tanah dalam menjerap dan

dan mempertukarkan sejumlah kation. Makin tinggi KTK, makin banyak kation yang dapat

ditariknya. Tinggi rendahnya KTK tanah ditentukan oleh kandungan liat dan bahan organik

dalam tanah itu. Tanah yang memiliki KTK yang tinggi akan menyebabkan lambatnya

perubahan pH tanah. KTK tanah juga mempengaruhi kapan dan berapa banyak pupuk

nitrogen dan kalium harus ditambahkan ke dalam tanah Pada KTK tanah yang rendah,

misalnya kurang dari 5 cmol(+)/kg, pencucian beberapa kation dapat terjadi. Penambahan

ammonium dan kalium pada tanah ini akan menyebabkan sebagian ammonium dan kalium

itu mengalami pencucian di bawah zona akar, khususnya pada tanah pasiran dengan KTK

tanah bawah (subsoil) yang rendah. Pada KTK tanah yang lebih tinggi, misalnya lebih besar

dari 10 cmol(+)/kg, hanya sedikit pencucian kation akan terjadi. Oleh karena itu, penambahan

nitrogen dan kalium pada tanah ini memungkinkan untuk dilaksanakan. Menurut Mengel

(1993) kation tanah yang paling umum adalah: kalsium (Ca++), magnesium (Mg++), kalium

(K+), ammonium (NH4+), hydrogen (H+) dan sodium (Na+). Sedangkan anion tanah yang

umum meliputi: khlorin (Cl-), nitrat (NO3-), sulfat (S04=) dan fosfat (PO43-).

Berdasarkan pada jenis permukaan koloid yang bermuatan negatif, KTK dapat

dikelompokkan menjadi tiga, yaitu:

1. KTK Koloid Anorganik atau KTK Liat

KTK liat adalah jumlah kation yang dapat dipertukarkan pada permukaan koloid anorganik

(koloid liat) yang bermuatan negatif.

2. KTK Koloid Organik

KTK koloid organik sering disebut juga KTK bahan organik tanah adalah jumlah kation yang

dapat dipertukarkan pada permukaan koloid organik yang bermuatan negatif.

Nilai KTK koloid organik lebih tinggi dibandingkan dengan nilai KTK koloid anorganik.

Nilai KTK koloid organik berkisar antara 200 me/100 g sampai dengan 300 me/100 g.

3. KTK Total atau KTK Tanah

KTK total merupakan nilai KTK dari suatu tanah adalah jumlah total kation yang dapat

dipertukarkan dari suatu tanah, baik kation-kation pada permukaan koloid organik (humus)

maupun kation-kation pada permukaan koloid anorganik(liat).

Perbedaan KTK Tanah Berdasarkan Sumber Muatan Negatif

Berdasarkan sumber muatan negatif tanah, nilai KTK tanah dibedakan menjadi 2, yaitu:

a. KTK Muatan Permanen

KTK muatan permanen adalah jumlah kation yang dapat dipertukarkan pada permukaan

koloid liat dengan sumber muatan negatif berasal dari mekanisme substitusi isomorf.

Substitusi isomorf adalah mekanisme pergantian posisi antar kation dengan ukuran atau

diameter kation hampir sama tetapi muatan berbeda. Substitusi isomorf ini terjadi dari kation

bervalensi tinggi dengan kation bervalensi rendah di dalam struktur lempeng liat, baik

lempeng liat Si-tetrahedron maupun Al-oktahedron.

Contoh peristiwa terjadinya muatan negatif diatas adalah: (a). terjadi substitusi isomorf dari

posisi Si dengan muatan 4+ pada struktur lempeng liat Si-tetrahedron oleh Al yang

bermuatan 3+, sehingga terjadi kelebihan muatan negatif satu, (b). terjadinya substitusi

isomorf dari posisi Al yang bermuatan 3+ pada struktur liat Al-oktahedron oleh Mg yang

bermuatan 2+, juga terjadi muatan negatif satu, dan (c). terjadi substitusi isomorf dari posisi

Al yang bermuatan 3+ dari hasil substitusi isomorf terdahulu pada lempeng liat Si-

tetrahedron yang telah bermuatan neatif satu, digantikan oleh Mg yang bermuatan 2+, maka

terjadi lagi penambahan muatan negatif satu, sehingga terbentuk muatan negatif dua pada

lempeng liat Si-tetrahedron tersebut. Muatan negatif yang terbentuk ini tidak dipengaruhi

oleh terjadinya perubahan pH tanah. KTK tanah yang terukur adalah KTK muatan permanen.

b. KTK Muatan Tidak Permanen

KTK muatan tidak permanen atau KTK tergantung pH tanah adalah jumlah kation yang dapat

dipertukarkan pada permukaan koloid liat dengan sumber muatan negatif liat bukan berasal

dari mekanisme substitusi isomorf tetapi berasal dari mekanisme patahan atau sembulan di

permukaan koloid liat, sehingga tergantung pada kadar H+ dan OH- dari larutan tanah.

Hasil Pengukuran KTK Tanah

Berdasarkan teknik pengukuran dan perhitungan KTK tanah di laboratorium, maka nilai KTK

dikelompokkan menjadi 2, yaitu:

1. KTK Efektif, dan

2. KTK Total.

Kapasitas tukar kation (KTK) merupakan sifat kimia yang sangat erat hubungannya dengan

kesuburan tanah. Tanah-tanah dengan kandungan bahan organik atau kadar liat tinggi

mempunyai KTK lebih tinggi daripada tanah-tanah dengan kandungan bahan organik rendah

atau tanah-tanah berpasir (Hardjowogeno 2003). Nilai KTK tanah sangat beragam dan

tergantung pada sifat dan ciri tanah itu sendiri. Besar kecilnya KTK tanah dipengaruhi oleh :

1.Reaksi tanah

2.Tekstur atau jumlah liat

3.Jenis mineral liat

4.Bahan organik dan,

5.Pengapuran serta pemupukan.

Sedangkan Menurut Hakim,et al. (1986) besar KTK tanah dipengaruhi oleh sifat dan ciri

tanah yang antara lain: reaksi tanah atau pH; tekstur tanah atau jumlah liat; jenis mineral liat;

bahan organik; pengapuran dan pemupukan. Pada pH tanah yang rendah, KTK tanah akan

relatif rendah, karena misel liat dan bahan organik banyak menjerap ion-ion H+ atau Al3+.

Kation-kation yang terjerap dalam tanah akan dapat dilepaskan dari tanah dan ditukar

tempatnya oleh ion-ion H+ yang dilepaskan oleh akar tanaman. Kation-kation yang berupa

unsur hara itu kemudian larut dalam air tanah dan diisap oleh tanaman.

Soepardi (1983) mengemukakan kapasitas tukar kation tanah sangat beragam, karena jumlah

humus dan liat serta macam liat yang dijumpai dalam tanah berbeda-beda pula.

C. ORGANIK

Kandungan bahan organik dalam tanah merupakan salah satu faktor yang berperan dalam

menentukan keberhasilan suatu budidaya pertanian. Hal ini dikarenakan bahan organik dapat

meningkatkan kesuburan kimia, fisika maupun biologi tanah. Penetapan kandungan bahan

organik dilakukan berdasarkan jumlah C-Organik.

Bahan organik tanah sangat menentukan interaksi antara komponen abiotik dan biotik dalam

ekosistem tanah. Musthofa (2007) dalam penelitiannya menyatakan bahwa kandungan bahan

organik dalam bentuk C-organik di tanah harus dipertahankan tidak kurang dari 2 persen,

Agar kandungan bahan organik dalam tanah tidak menurun dengan waktu akibat proses

dekomposisi mineralisasi maka sewaktu pengolahan tanah penambahan bahan organik

mutlak harus diberikan setiap tahun. Kandungan bahan organik antara lain sangat erat

berkaitan dengan KTK (Kapasitas Tukar Kation) dan dapat meningkatkan KTK tanah. Tanpa

pemberian bahan organik dapat mengakibatkan degradasi kimia, fisik, dan biologi tanah yang

dapat merusak agregat tanah dan menyebabkan terjadinya pemadatan tanah.

Menurut Forster (1995), C-organik penting untuk mikroorganisme, tidak hanya sebagai unsur

hara, tetapi juga sebagai pengkondisi sifat fisik tanah yang mempengaruhi karakteristik

agregat dan air tanah. Seringkali ada hubungan langsung antara persentase C-organik total

dan karbon dari biomassa mikroba yang ditemukan dalam tanah pada zona iklim yang sama.

C-organik juga berhubungan dengan aktivitas enzim tanah. Di perkebunan teh Gambung, C-

organik tanah juga digunakan untuk menentukan dosis pupuk yang akan diaplikasikan.

Menurut Tamhane et al. (1970) dalam Rahardjo et al. (2001), dekomposisi bahan organik

menghasilkan asam-asam organik dan apabila ditambahkan ke dalam tanah akan

meningkatkan kandungan senyawa organik dalam tanah yang dicirikan dengan meningkatnya

kandungan C-organik tanah.

Kandungan C-organik pada setiap tanah bervariasi, mulai dari kurang dari 1% pada tanah

berpasir sampai lebih dari 20 % pada tanah berlumpur. Warna tanah menunjukkan kandungan

C-organik tanah tersebut. Tanah yang berwarna hitam kelam mengandung C-organik yang

tinggi. Makin cerah warna tanah kandungan C-organiknya makin rendah. Contohnya tanah

yang berwarna merah mengandung kadar besi yang tinggi, tetapi rendah kandungan C-

organiknya. (McVay & Rice, 2002).

Nitrogen merupakan unsur hara makro esensial, menyusun sekitar 1,5 % bobot tanaman dan

berfungsi terutama dalam pembentukan protein (Hanafiah 2005).

Menurut Hardjowigeno (2003) Nitrogen dalam tanah berasal dari :

a.Bahan Organik Tanah : Bahan organik halus dan bahan organik kasar

b.Pengikatan oleh mikroorganisme dari N udara

c.Pupuk

d.Air Hujan

Sumber N berasal dari atmosfer sebagai sumber primer, dan lainnya berasal dari aktifitas

didalam tanah sebagai sumber sekunder. Fiksasi N secara simbiotik khususnya terdapat pada

tanaman jenis leguminoseae sebagai bakteri tertentu. Bahan organik juga membebaskan N

dan senyawa lainnya setelah mengalami proses dekomposisi oleh aktifitas jasad renik tanah.

Hilangnya N dari tanah disebabkan karena digunakan oleh tanaman atau mikroorganisme.

Kandungan N total umumnya berkisar antara 2000 – 4000 kg/ha pada lapisan 0 – 20 cm

tetapi tersedia bagi tanaman hanya kurang 3 % dari jumlah tersebut (Hardjowigeno 2003).

Manfaat dari Nitrogen adalah untuk memacu pertumbuhan tanaman pada fase vegetatif, serta

berperan dalam pembentukan klorofil, asam amino, lemak, enzim, dan persenyawaan lain

(RAM 2007). Nitrogen terdapat di dalam tanah dalam bentuk organik dan anorganik. Bentuk-

bentuk organik meliputi NH4, NO3, NO2, N2O dan unsur N. Tanaman menyerap unsur ini

terutama dalam bentuk NO3, namun bentuk lain yang juga dapat menyerap adalah NH4, dan

urea (CO(N2))2 dalam bentuk NO3. Selanjutnya, dalam siklusnya, nitrogen organik di dalam

tanah mengalami mineralisasi sedangkan bahan mineral mengalami imobilisasi. Sebagian N

terangkut, sebagian kembali scbagai residu tanaman, hilang ke atmosfer dan kembali lagi,

hilang melalui pencucian dan bertambah lagi melalui pemupukan. Ada yang hilang atau

bertambah karena pengendapan.

D. C/R RASIO

Indeks yang sering digunakan untuk menentukan kualitas bahan organik yang berkaitan

dengan laju dekomposisi adalah C:N rasio. Nilai C:N rasio tanah relatif konstan pada kisaran

8:1 sampai 15:1 dengan rata-rata 10:1 sampai 12:1 (Prasad dan Power, 1997). Perbandingan

C:N sangat menentukan apakah bahan organik akan termineralisasi atau sebaliknya nitrogen

yang tersedia akan terimmobilisasi ke dalam struktur sel mikroorganisme. Karena C:N rasio

pada tanah relatif konstan maka ketika residu tanaman ditambahkan ke dalam tanah yang

memiliki C:N rasio relatif besar, residu tanaman akan terdekomposisi dan meningkatkan

evolusi CO2 ke atmosfer, dan sebaliknya akan terjadi depresi pada nitrat tanah karena

immobilisasi oleh mikroorganisme.

Pada lahan hutan pada umumnya mempunyai C:N rasio lebih tinggi bila dibanding C:N rasio

pada lahan yang diubah menjadi agroekosistem. Tingginya rasio C:N pada lahan hutan ini

mencerminkan kualitas substrat yang terurai relatif rendah, karena kualitas substrat yang

rendah mencerminkan laju respirasi yang rendah pula.

E. KOLOID TANAH

Koloid tanah adalah bagian paling aktif dari tanah dan sebagian besar menentukan sifat fisik

dan kimia dari tanah. Koloid adalah partikel kurang dari 0,001 mm, dan fraksi termasuk

partikel tanah liat kurang dari 0,002 mm. Oleh karena itu, semua mineral lempung koloid

tidak ketat. Koloid organik lebih reaktif secara kimiawi dan umumnya memiliki pengaruh

yang lebih besar pada sifat-sifat tanah per satuan berat daripada koloid anorganik. Salah satu

yang paling penting sifat-sifat koloid adalah kemampuan mereka untuk menyerap, tahan, dan

melepaskan ion. Koloid umumnya memiliki muatan negatif bersih sebagai hasil dari fisik dan

komposisi kimia.

Koloid tanah adalah bahan organik dan bahan mineral tanah yang sangat halus sehingga

mempunyai luas permukaan yang sangat tinggi persatuan berat. Koloid tanah terdiri dari liat

(koloid anorganik) dan humus (kolod organik). Koloid berukuran kurang dari 1 µ, sehingga

tidak semua fraksi liat (kurang dari 2 µ) termasuk koloid.

Koloid anorganik terdiri dari mineral liat Al-silikat, oksida-oksida Fe dan Al, mineral-mineral

primer.

Mineral liat Al-silikat mempunyai bentuk kristal yang baik misalnya kaolinit, haolisit,

montmorilonit, ilit. Kaolinit dan haolisit banyak ditemukan pada tanah-tanah merah (coklat)

yaitu tanah-tanah yang umumnya berdrainase baik, sedangkan montmorilonit ditemukan pada

tanah-tanah yang mudang mengembang dan mengerut serta pecah-pecah pada musim kering

misalnya tanah vertisol. Ilit ditemukan pada tanah-tanah berasal dari bahan induk yang

banyak mengandung mika dan belum mengalami pelapukan lanjut. Adanya muatan negatif

pada mineral liat disebabkan oleh beberapa hal yaitu : (1) Kelebihan muatan negatif pada

ujung-ujung patahan kristal baik pada Si-tetrahedron maupun Al-oktahedron, (2) Disosiasi

H+ dari gugus OH yang terdapat pada tepi atau ujung kristal, (3) Substitusi isomorfik.

Pada mineral liat Kaolinit masing-masing unit melekat dengan unit lain dengan kuat (oleh

ikatan H) sehingga mineral ini tidak mudah mengembang dan mengerut bila basah dan kering

bergantian. Substitusi isomorfik sedikit atau tidak ada sehingga kandungan muatan negatif

atau KTK rendah. Muatan negatif hanya pada patahan-patahan kristal atau akibat disosiasi H

bila pH naik. Karena itu, muatan negatif mineral ini meningkat bila pH naik (muatan

tergantung pH).

Keadaan ini berbeda dengan mineral liat Montmorilonit dimana masing-masing unit

dihubungkan dengan unit lain oleh ikatan yang lemah (oksigen ke oksigen) sehingga mudah

mengembang (bila basah) dan mengerut (bila kering). Hal ini karena air (dan kation-kation)

dan masuk pada ruang-ruang antar unit tersebut. Dalam proses pembentukan montmorilonit

banyak Al3+ dalam Al-oktahedron yang disubstitusi oleh Mg2+ sehingga banyak

menghasilkan kelebihan muatan negatif. Kecuali itu ruang-ruang antar unit yang mudah

dimasuki air internal surface yang aktif disamping sisi-sisi luar (external surace) dan ujung-

ujung patahan. Karena itu montmorilonit mempunyai muatan negatif yang tinggi (KTK

tinggi). Mineral ini pada pH kurang dari 6,0 hanya mengandung muatan tetap hasil substitusi

isomorfik, tetapi bila pH lebih dari 6,0 maka terjadi muatan tergantung pH.

Illit umumnya terbentuk langsung dari mika melalui proses alterasi. Mineral ini dapat

menfiksasi K yang diberikan atau yang ada dalam larutan tanah. Adanya substitusi Si4+ dari

Si-tetrahedron oleh Al3+ menyebabkan muatan negatif mineral ini cukup tinggi.

Koloid organik adalah humus. Perbedaan utama dari koloid organik (humus) dengan koloid

anorganik (liat) adalah bahwa koloid organik (humus) terutama tersusun oleh C, H dan O

sedangkan liat terutama tersusun oleh Al, Si dan O. Humus bersifat amorf, mempunyai KTK

yang lebih tinggi daripada mineral liat (lebih tinggi dari montmorilonit), dan lebih mudah

dihancurkan jika dibandingkan dengan liat. Sumber muatan negatif dari humus terutama

adalah gugusan karboksil dan gugusan phenol. Muatan dalam humus adalah muatan

tergantung pH. Dalam keadaan masam, H+ dipegang kuat dalam gugusan karboksil atau

phenol, tetapi iktan tersebut menjadi kurang kekuatannya bila pH menjadi lebih tinggi.

Akibatnya disosiasi H+ meningkat dengan naiknya pH, sehingga muatan negatif dalam

koloid humus yang dihasilkan juga meningkat. Berdasar atas kelarutannya dalam asam dan

alkali, humus diperkirakan disusun oleh tiga jenis bagian utama, yaitu asam fulvik, asam

humik dan humin.

F. P (FOSFOR)

Unsur Fosfor (P) dalam tanah berasal dari bahan organik, pupuk buatan dan mineral-mineral

di dalam tanah. Fosfor paling mudah diserap oleh tanaman pada pH sekitar 6-7

(Hardjowigeno 2003)

Menurut Leiwakabessy (1988) di dalam tanah terdapat dua jenis fosfor yaitu fosfor organik

dan fosfor anorganik. Bentuk fosfor organik biasanya terdapat banyak di lapisan atas yang

lebih kaya akan bahan organik. Kadar P organik dalam bahan organik kurang lebih sama

kadarnya dalam tanaman yaitu 0,2 – 0,5 %. Tanah-tanah tua di Indonesia (podsolik dan

litosol) umumnya berkadar alami P rendah dan berdaya fiksasi tinggi, sehingga penanaman

tanpa memperhatikan suplai P kemungkinan besar akan gagal akibat defisiensi P (Hanafiah

2005). Menurut Foth (1994) jika kekurangan fosfor, pembelahan sel pada tanaman terhambat

dan pertumbuhannya kerdil.

G. KEJENUHAN BASA

Kejenuhan basa adalah perbandingan dari jumlah kation basa yang ditukarkan dengan

kapasitas tukar kation yang dinyatakan dalam persen. Kejenuhan basa rendah berarti tanah

kemasaman tinggi dan kejenuhan basa mendekati 100% tanah bersifal alkalis. Tampaknya

terdapat hubungan yang positif antara kejenuhan basa dan pH. Akan tetapi hubungan tersebut

dapat dipengaruhi oleh sifat koloid dalam tanah dan kation-kation yang diserap. Tanah

dengan kejenuhan basa sama dan komposisi koloid berlainan, akan memberikan nilai pH

tanah yang berbeda. Hal ini disebabkan oleh perbedaan derajat disosiasi ion H+ yang diserap

pada permukaan koloid.

Kejenuhan basa selalu dihubungkan sebagai petunjuk mengenai kesuburan sesuatu tanah.

Kemudahan dalam melepaskan ion yang dijerat untuk tanaman tergantung pada derajat

kejenuhan basa. Tanah sangat subur bila kejenuhan basa > 80%, berkesuburan sedang jika

kejenuhan basa antara 50-80% dan tidak subur jika kejenuhan basa < 50 %. Hal ini

didasarkan pada sifat tanah dengan kejenuhan basa 80% akan membebaskan kation basa

dapat dipertukarkan lebih mudah dari tanah dengan kejenuhan basa 50%.

SIFAT BIOLOGI TANAH

a. Fauna Tanah

Dibedakan menjadi makrofauna dan mikrofauna

1) Makrofauna

Hewan-hewan besar (makrofauna) penghuni tanah dapat dibedakan menjadi : (a)

hewan-hewan besar pelubang tanah, misalnya tikus, kelinci yang lebih sering merugikan

karena memakan dan menghancurkan tanaman, (b) cacing tanah, berfungsi mengaduk dan

mencampur tanah dan memperbaiki tata udara tanah sehingga infiltrasi menjadi lebih baik,

dan lebih mudah ditembus akar, (c) arthropoda dan moluska, membantu memperbaiki tata

udara tanah dengan membuat lubang-lubang kecil pada tanah tersebut.

2) Mikrofauna

Hewan-hewan mikrofauna dalam tanah yang terpenting adalah protozoa dan

nematoda.

Protozoa berperan dalam menghambat daur ulang (recycling) unsure-unsur hara,

ataupun menghambat berbagai proses dalam tanah yang melibatkan bakteri.

Nematoda berdasarkan jenis makanannya dibedakan menjadi : (a) omnivorous,

memakan sisa-sisa bahan organic, (b) predaceous, memakan hewan-hewan tanah, (c)

parasitic, merusak akar tanaman.

b. Flora Tanah

Dibedakan menjadi makroflora dan mikroflora

1) Makroflora

Tanaman-tanaman tinggi merupakan makroflora sebagai produsen primer bahan

organic dan penyimpanan energy surya. Akar-akar tanaman meningkatkan agregasi tanah,

dank arena akar menembus ke lapisan tanah yang dalam maka bila membusuk menjadi

sumber humus tidak hanya dilapisan atas tetapi juga dilapisan yang lebih dalam.

2) Mikroflora

Mikroflora dalam tanah sangat beraneka ragam. Bakteri, fungi, actinomycetes, dan

algae dapat ditemukan pada setiap contoh tanah. Bakteri, fungi, dan actinomycetes membantu

pembentukan struktur tanah yang mantap karena tumbuhan mikro ini dapat mengeluarkan

(sekresi) zat perekat yang tidak mudah larut dalam air. Dalam hal pembentukan struktur tanah

ini, fungi dan actinomycetes jauh lebih efisien (lebih 17 kali lebih efisien) daripada bakteri,

tetapi bakteri mempunyai fungsi lain yang lebih penting.

Bakteri autotroph bermanfaat bagi manusia mempengaruhi sifat-sifat tanah

sehubungan dengan cara bakteri tersebut untuk mendapatkan energy. Bakteri autotroph dalam

tanah terpenting adalah bakteri nitrifikasi yang dapat mengoksidasi

ammonia nitrit (oleh nitrosomonas) dan nitrit nitrat (oleh nitrobacter)

KESUBURAN TANAH

Kesuburan tanah ditentukan oleh keadaan fisika, kimia dan biologi tanah sebagai

berikut :

a. Kesuburan Fisika

Sifat fisik tanah yang terpenting adalah solum, tekstur, struktur, kadar air tanah,

drainase dan porisitas tanah.

Pengaruh struktur dan tekstur tanah terhadap pertumbuhan tanaman terjadi secara

langsugung. Struktur tanah yang remah (ringan) pada umumnya menghasilkan laju

pertumbuhan tanaman pakan dan produksi persatuan waktu yang lebih tinggi dibandingkan

dengan struktur tanah yang padat.

Jumlah dan panjang akar pada tanaman makanan ternak yang tumbuh pada tanah

remah umumnya lebih banyak dibandingkan dengan akar tanaman makanan ternak yang

tumbuh pada tanah berstruktur berat. Hal ini disebabkan perkembangan akar pada tanah

berstruktur ringan/remah lebih cepat per satuan waktu dibandingkan akar tanaman pada tanah

kompak, sebagai akibat mudahnya intersepsi akar pada setiap pori-pori tanah yang memang

tersedia banyak pada tanah remah.

Selain itu akar memiliki kesempatan untuk bernafas secara maksimal pada tanah yang

berpori, dibandiangkan pada tanah yang padat. Sebaliknya bagi tanaman makanan ternak

yang tumbuh pada tanah yang bertekstur halus seperti tanah berlempung tinggi, sulit

mengembangkan akarnya karena sulit bagi akar untuk menyebar akibat rendahnya pori-pori

tanah. Akar tanaman akan mengalami kesulitan untuk menembus struktur tanah yang padat,

sehingga perakaran tidak berkembang dengan baik. Aktifitas akar tanaman dan organisme

tanah merupakan salah satu faktor utama pembentuk agregat tanah (Anonim, 2010)

Tekstur tanah ditentukan di lapangan dengan cara melihat gejala konsistensi dan rasa

perabaan menurut bagan alir dan di laboratorium dengan menguunakan metode-metode.

Metode tersebut adalah metode pipet atau metode hidrometer (Elisa, 2002).

Warna adalah petunjuk untuk beberapa sifat tanah. Biasanya perbedaan warna

permukaan tanah disebabkan oleh perbedaan kandungan bahan organik. Semakin gelap

warna tanah semakin tinggi kandungan bahan organiknya. Warna tanah dilapisan bawah yang

kandungan bahan organiknya rendah lebih banyak dipengaruhi oleh jumlah kandungan dan

bentuk senyawa besi (Fe). Di daerah yang mempunyai sistem drainase (serapan air) buruk,

warnah tanahnya abu-abu karena ion besi yang terdapat di dalam tanah berbentuk Fe2+.

Komponen mineral dalam tanah terdiri dari campuran partikel-partikel yang secara

individu berbeda ukurannya. Menurut ukuran partikelnya, komponen mineral dalam tanah

dapat dibedakan menjadi tiga yaitu; Pasir, berukuran 50 mikron – 2 mm; Debu, berukuran 2 –

50 mikron dan Liat, berukuran dibawah 2 mikron. Tanah bertekstur pasir sangat mudah

diolah, tanah jenis ini memiliki aerasi (ketersediaan rongga udara) dan drainase yang baik,

namun memiliki luas permukaan kumulatif yang relatif kecil, sehingga kemampuan

menyimpan airnya sangat rendah atau tanahnya lebih cepat kering.

Tekstur tanah sangat berpengaruh pada proses pemupukan, terutama jika pupuk

diberikan lewat tanah. Pemupukan pada tanah bertekstur pasir tentunya berbeda dengan tanah

bertekstur lempung atau liat. Tanah bertekstur pasir memerlukan pupuk lebih besar karena

unsur hara yang tersedia pada tanah berpasir lebih rendah. Disamping itu aplikasi

pemupukannya juga berbeda karena pada tanah berpasir pupuk tidak bisa diberikan sekaligus

karena akan segera hilang terbawa air atau menguap.

b. Kesuburan Kimia

Sifat kimia tanah berhubungan erat dengan kegiatan pemupukan. Dengan mengetahui

sifat kimia tanah akan didapat gambaran jenis dan jumlah pupuk yang dibutuhkan.

Pengetahuan tentang sifat kimia tanah juga dapat membantu memberikan gambaran reaksi

pupuk setelah ditebarkan ke tanah.

Sifat kimia tanah meliputi kadar unsur hara tanah, reaksi tanah (pH), kapasitas tukar

kation tanah (KTK), kejenuhan basa (KB), dan kemasaman.

Salah satu sifat kimia tanah adalah keasaman atau pH (potensial of hidrogen), pH

adalah nilai pada skala 0-14, yang menggambarkan jumlah relatif ion H+ terhadap ion OH-

didalam larutan tanah. Larutan tanah disebut bereaksi asam jika nilai pH berada pada kisaran

0-6, artinya larutan tanah mengandung ion H+ lebih besar daripada ion OH-, sebaliknya jika

jumlah ion H+ dalam larutan tanah lebih kecil dari pada ion OH- larutan tanah disebut

bereaksi basa (alkali) atau miliki pH 8-14. Tanah bersifat asam karena berkurangnya kation

Kalsium, Magnesium, Kalium dan Natrium. Unsur-unsur tersebut terbawa oleh aliran air

kelapisan tanah yang lebih bawah atau hilang diserap oleh tanaman.

Kemasaman tanah merupakan hal yang biasa terjadi di wilayah-wilayah bercurah

hujan tinggi yang menyebabkan tercucinya basa-basa dari kompleks jerapan dan hilang

melalui air drainase. Pada keadaan basa-basa habis tercuci, tinggallah kation Al dan H

sebagai kation dominant yang menyebaabkan tanah bereaksi masam (Coleman dan Thomas,

1970).

Di Indonesia pH tanah umumnya berkisar 3-9 tetapi untuk daerah rawa seeperti tanah

gambut ditemukan pH dibawah 3 karena banyak mengandung asam sulfat sedangakan di

daerah kering atau daerah dekat pantai pH tanah dapat mencapai di atas 9 karena banyak

mengandung garam natrium.

Menentukan mudah tidaknya ion-ion unsur hara diserap oleh tanaman, pada umumnya

unsur hara mudah diserap oleh akar tanaman pada pH tanah netral 6-7, karena pada pH

tersebut sebagian besar unsur hara mudah larut dalam air.

pH tanah juga menunjukkan keberadaan unsur-unsur yang bersifat racun bagi

tanaman. Pada tanah asam banyak ditemukan unsur alumunium yang selain bersifat racun

juga mengikat phosphor, sehingga tidak dapat diserap oleh tanaman. Pada tanah asam unsur-

unsur mikro menjadi mudah larut sehingga ditemukan unsur mikro seperti Fe, Zn, Mn dan Cu

dalam jumlah yang terlalu besar, akibatnya juga menjadi racun bagi tanaman.

pH tanah sangat mempengaruhi perkembangan mikroorganisme di dalam tanah. Pada

pH 5.5 - 7 bakteri jamur pengurai organik dapat berkembang dengan baik

Tindakan pemupukan tidak akan efektif apabila pH tanah diluar batas optimal. Pupuk

yang telah ditebarkan tidak akan mampu diserap tanaman dalam jumlah yang diharapkan,

karenanya pH tanah sangat penting untuk diketahui jika efisiensi pemupukan ingin dicapai.

Pemilihan jenis pupuk tanpa mempertimbangkan pH tanah juga dapat memperburuk pH

tanah.

Derajat keasaman (pH) tanah sangat rendah dapat ditingkatkan dengan menebarkan

kapur pertanian, sedangkan pH tanah yang terlalu tinggi dapat diturunkan dengan

penambahan sulfur. Dapat disimpulkan, secara umum pH yang ideal bagi pertumbuhan

tanaman adalah mendekati 6.5-7. Namun kenyataannya setiap jenis tanaman memiliki

kesesuaian pH yang berbeda.

c. Kesuburan Biologi

Sifat biologi tanah meliputi bahan organik tanah, flora dan fauna tanah (khususnya

mikroorganisme penting seperti bakteri, fungi dan Algae), interaksi mikroorganisme tanah

dengan tanaman (simbiosa) dan polusi tanah.

Tanah dikatakan subur bila mempunyai kandungan dan keragaman biologi yang

tinggi. Berikut merupakan tabel jumlah maksimum biomassa dari organisme tanah pada tanah

subur yang berada pada padang rumput :

Kind of organism Abundance

(no/m2)

Biomass

(g/m2)

Bacteria 3 x 1014 300

Fungi 400

Protozoa 5 x 108 38

Nematodes 107 12

Earthworms and related forms 105 132

Mites 2 x 105 3

Springtails 5 x 104 5

Other invertebrates (snails,

millipedes, etc)

2 x 103 36

HUBUNGAN SIFAT FISIK, KIMIA, DAN BIOLOGI TANAH BAGI PERTUMBUHAN

TANAMAN

Faktor yang Mempengaruhi Unsur Hara Tanah

a. Tekstur Tanah

Tekstur tanah ditentukan oleh jumlah relatif oleh berbagai ukuran partikel yang

menyusun tanah. Partikel tanah dibagi dalam tiga kategori yaitu partikel yang paling halus

kemudian debu dan pasir. Proporsi pasir, debu dan liat menentukan tekstur. Tekstur tanah

mempunyai efek terhadap sifat fisik dan kimia tanah. Secara umum partikel halus memiliki

luas permukaan lebih besar dibanding tekstur kasar. Permukaan partikel tanah adalah aktif

secara kimiawi. Tanah dengan tekstur halus memiliki aktivitas kimiawi lebih baik dibanding

tanah dengan tekstur kasar, dan dapat mengikat lebih banyak hara serta lebih banyak

mengikat nutrien yang menjadikannya tidak tersedia bagi tanaman.

b. Bahan Organik

Bahan organik merupakan sumber energi bagi makro dan mikro-fauna tanah.

Penambahan bahan organik dalam tanah akan menyebabkan aktivitas dan populasi

mikrobiologi dalam tanah meningkat, terutama yang berkaitan dengan aktivitas dekomposisi

dan mineralisasi bahan organik. Beberapa mikroorganisme yang beperan dalam dekomposisi

bahan organik adalah fungi, bakteri dan aktinomisetes. Di samping mikroorganisme tanah,

fauna tanah juga berperan dalam dekomposi bahan organik antara lain yang tergolong dalam

protozoa, nematoda, Collembola, dan cacing tanah. Fauna tanah ini berperan dalam proses

humifikasi dan mineralisasi atau pelepasan hara, bahkan ikut bertanggung jawab terhadap

pemeliharaan struktur tanah (Tian, G. 1997). Mikro flora dan fauna tanah ini saling

berinteraksi dengan kebutuhannya akan bahan organik, kerena bahan organik menyediakan

energi untuk tumbuh dan bahan organik memberikan karbon sebagai sumber energi.

Pengaruh positip yang lain dari penambahan bahan organik adalah pengaruhnya pada

pertumbuhan tanaman. Terdapat senyawa yang mempunyai pengaruh terhadap aktivitas

biologis yang ditemukan di dalam tanah adalah senyawa perangsang tumbuh (auxin), dan

vitamin (Stevenson, 1982). Senyawa-senyawa ini di dalam tanah berasal dari eksudat

tanaman, pupuk kandang, kompos, sisa tanaman dan juga berasal dari hasil aktivitas mikrobia

dalam tanah. Di samping itu, diindikasikan asam organik dengan berat molekul rendah,

terutama bikarbonat (seperti suksinat, ciannamat, fumarat) hasil dekomposisi bahan organik,

dalam konsentrasi rendah dapat mempunyai sifat seperti senyawa perangsang tumbuh,

sehingga berpengaruh positip terhadap pertumbuhan tanaman.

Sejumlah unsur hara seperti N, P, S, Mo, Cu, Zn, dan B mungkin terkandung dalam

bahan organik tanah. Sebagai akibatnya, ketersediaannya tergantung pada proses

dekomposisi bahan organik.

c. pH Tanah

pH tanah menerangkan keasaman dan kebasaan dalam sistem cair. Air terdiri dari

muatan molekul atau ion hidrogen (H+ ) dan hidroksida (OH-). Dalam air selalu ada ion-ion

yang tidak dikombinasi dalam molekul air. Jumlah air murni, jumlah H+ dan OH- sama yang

memiliki pH 7 (netral). Bila suatu sistem memiliki kelebihan ion H+ dinamakan asam. Bila

kelebihannya ion OH- maka sistem tersebut dinamakan alkalin. pH yang ukurannya

sederhana dari ion H+ dalam sistem tetapi dipresentasikan sebagai negatif logaritma

konsentrasi H+.

Keasaman tanah penting karena menentukan kelarutan mineral tanah dan

mempengaruhi berbagai proses mikroorganisme seperti dekomposisi bahan organik dan

fiksasi nitrogen. Beberapa mineral tanah mengandung unsur hara, dan hara ini mungkin

tersedia bagi pertumbuhan tanaman bila pH-nya dalam range yang sesuai.

Semasa pertumbuhan vegetatif, tanaman dipengaruhi oleh pH tanah (pH = tingkat

keasaman). Pengukuran dan deteksi pH sangat penting karena membantu kita dalam

mengambil tindakan.

Untuk menyiapkan tanah yang baik dan dapat menyerap pupuk secara optimal, diperlukan

netralisasi tanah. Netralisasi bisa menggunakan campuran bahan kimia penetralisir seperti

kapur dolomit dan lain-lain. Sebagian besar tanah di Indonesia bersifat asam (5.5 sampai 6),

atau pH dibawah 7. Maka netralisasi tanah dilakukan dengan menaikan pH tanah mencapai

pH 7 atau pH netral. Tapi pH 7 atau netral tidak selalu merupakan kondisi terbaik, ada

beberapa tanaman yang tumbuh optimal di tanah yang bersifat sedikit asam atau sedikit basa.

Pengaruh tingkatan pH tanah terhadap tanaman adalah sebagai berikut:

-pH dibawah 4.5 (terlalu asam)

menyebabkan akar rusak sehingga kualitas dan jumlah panen turun. Terlihat pada saat

perubahan tanaman dari fase vegetatif ke generatif.

-pH 5.5 sampai 6 (rata-rata tanah di Indonesia)

Terdapat unsur hara yang optimum untuk tanaman

-pH diatas 6

Pada tingkatan ini, tanaman akan terlalu vegetatif. Hal ini tidak berpengaruh pada kualitas

buah karena berada di musim yang tidak tepat.

Menaikan atau menurunkan pH tanah juga berguna untuk pengendalian penyakit, pH tanah

diubah agar tidak sesuai dengan kebutuhan pathogen, biasanya untuk tanaman umbi-umbian

seperti kentang.

DAMPAK PERUBAHAN IKLIM TERHADAP PERTUMBUHAN TANAMAN

Perubahan iklim global akan mempengaruhi setidaknya tiga unsur iklim dan

komponen alam yang sangat erat kaitannya dengan pertanian, yaitu: (1) naiknya suhu udara

yang juga berdampak terhadap unsur iklim lain, terutama kelembaban dan dinamika

atmosfer, (2) berubahnya pola curah hujan, (3) makin meningkatnya intensitas kejadian iklim

ekstrim (anomali iklim) seperti El-Nino dan La-Nina, dan (4) naiknya permukaan air laut

akibat pencairan gunung es di kutub utara. (Direktorat Pengelolaan Air, 2009).

1. Dampak Peningkatan Konsentrasi CO2 di Atmosfer.

Gas CO2 merupakan sumber karbon utama bagi pertumbuhan tanaman. Konsentrasi

CO2 di atmosfir saat ini belum optimal, sehingga penambahan CO2 kepada tanaman di dalam

industri pertanian di dalam rumah kaca merupakan kegiatan normal untuk meningkatkan

pertumbuhan tanaman seperti tomat, selada, timun dan bunga potong.

Pengaruh fisiologis utama dari kenaikan CO2 adalah meningkatnya laju assimilasi

(laju pengikatan CO2 untuk membentuk karbohidrat,fotosintesis) di dalam daun. Efisiensi

penggunaan faktor-faktor pertumbuhan lainnya (seperti radiasi matahari, air dan nutrisi) juga

akan ikut meningkat.

Selain pengaruh positif terhadap proses fotosintesis, kenaikan CO2 juga akan

mempunyai pengaruh positif terhadap penggunaan air oleh tanaman. Stomata mempunyai

fungsi sebagai pintu gerbang masuknya CO2 dan keluarnya uap air ke/dari daun. Besar

kecilnya pembukaan stomata merupakan regulasi terpenting yang dilakukan oleh tanaman,

dimana tanaman berusaha memasukkan CO2 sebanyak mungkin tetapi dengan mengeluarkan

H2O sesedikit mungkin, untuk mencapai effisiensi pertumbuhan yang tinggi. Jika CO2 di

atmosfir meningkat, tanaman tidak membutuhkan pembukaan stomata maksimum untuk

mencapai konsentrasi CO2 optimum di dalam daun, sehingga laju pengeluaran H2O dapat

dikurangi. Dengan kondisi tersebut maka laju pembentukan biomassa akan meningkat

(Syarifuddin, 2011).

Efek langsung dari meningkatnya CO2, berdampak positif terhadap pertumbuhan dan

perkembangan tanaman, sebagaimana dijelaskan diatas. Akan tetapi dampak pengikutan

berupa peningkatan suhu dan perubahan siklus hidrologi menyebabkan pengaruh positif dari

kenaikan CO2 menjadi berkurang atau terhambat sama sekali (Munawar, 2010).

2. Naiknya Suhu Udara yang Juga Berdampak Terhadap Unsur Iklim Lain.

Suhu merupakan faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap pertumbuhan dan

perkembangan tanaman. Suhu udara dipengaruhi oleh radiasi yang diterima di permukaan

bumi sementara tinggi rendahnya suhu disekitar tanaman ditentukan oleh radiasi matahari,

kerapatan tanaman, distribusi cahaya dalam tajuk tanaman, kandungan lengas tanah.

Umumnya laju metabolisme makhluk hidup akan bertambah dengan meningkatnya suhu

hingga titik optimum tertentu. Beberapa proses metabolisme tersebut antara lain bukaan

stomata, laju transpirasi, laju penyerapan air dan nutrisi, fotosintesis, dan respirasi. Setelah

melewati titik optimum, proses tersebut mulai dihambat: baik secara fisik maupun kimia,

menurunnya aktifitas enzim (enzim terdegradasi)

Pengaruh peningkatan suhu dapat mengurangi atau bahkan mengurangi dampak

positif yang diberikan dari meningkatnya konsentrasi CO2 di atmosfir. Peningkatan suhu

disekitar iklim mikro tanaman akan menyebabkan cepat hilangnya kandungan lengas tanah

(kadar air tanah) akibat evaporasi. Hal tersebut dapat berpengaruh negatif terhadap

pertumbuhan dan perkembangan tanaman terutama pada daerah yang lengas tanahnya

terbatas.

Setiap tanaman memiliki suhu dasar yang merupakan suhu minimum bagi tanaman

untuk bermetabolisme. Besaran suhu dasar ini akan mempengaruhi besarnya Thermal unit

yang diperlukan oleh tanaman untuk melewati setiap fase perkembangannya. Hubungan

antara thermal unit dengan suhu lingkungan adalah berbanding lurus sementara berbanding

terbalik dengan umur tanaman. Artinya semakin tinggi suhu, maka umur tanaman akan

semakin pendek yang akhirnya berdampak pada waktu penumpukan fotosintat dan

pembentukan biomassa yang lebih rendah (Syarifuddin, 2011).

Dampak peningkatan suhu terhadap tanaman pangan menurut Las (2007) adalah

terjadinya peningkatan transpirasi yang menurunkan produktivitas, peningkatan konsumsi

air, percepatan pematangan buah/biji yang menurunkan mutu hasil, dan perkembangan

beberapa organisme pengganggu tanaman. Bahkan dirjen IRRI (International Rice

Researh Institute) menyatakan bahwa dengan peningkatan suhu udara rata-rata 1°C dapat

menurunkan produktivitas beras dunia sekitar 5-10 %.

Peningkatan temperatur dapat menyebabkan penurunan produksi pada berbagai jenis

tanaman pangan, Menurut Tang et al., (2006) dan Weerakoon et al., (2008), Pada tanaman

padi, fase pembentukan malai sangat sensitif terhadap temperatur tinggi. Selama tahap ini,

stress akibat panas sangat memungkinkan untuk terjadinya sterilitas floret, menurunnya

kesuburan dan kehilangan hasil. Hal ini terutama disebabkan oleh menurunnya aktifitas serta

perkecambahan polen, terbatasnya pertumbuhan tabung polen, rendahnya daya dehiscence

polen dan penyerbukan yang tidak sempurna.

Di samping itu temperatur juga secara langsung berperan terhadap perkembangan biji

seperti pengisian biji dan laju produksi bahan kering pada biji (Kobata dan Uemuki, 2004)

Temperatur tinggi dapat menghambat perkembangan biji pada padi (Zakaria et al., 2002)

gandum (Hawker dan Jenner, 1993).

Peningkatan temperatur selama kemasakan juga dapat menyebabkan penurunan

kualitas biji terutama yang diakibatkan oleh terhambatnya akumulasi cadangan makanan pada

biji (Zakaria, 2005). Munculnya bagian “putih buram” yang biasanya di dapatkan pada

bagian gabah yang kurang sempurna pada musim panas diperkirakan mempunyai hubungan

yang erat dengan sistem transfer dan transportasi cadangan makanan selama pembentukan

biji. Bagian putih buram ini adalah bagian dari kerusakan yang disebabkan oleh temperatur

tinggi selama kemasakan.

DAFTAR PUSTAKA

Fitri. 2011. Peran Makrofauna dan Mikrofauna dalam Sifat Fisik dan Kimia Tanah.

http://fitri05.wordpress.com/2011/01/24/peran-makrofa

uan-dan-mikrofauna-dalam-sifat-fisik-dan-kimia-tanah/ [Diakses Tgl 04 Januari 2012].

Hanafiah, K. A., Anas, I., Napoleon, A dan Ghoffar, N. 2005. Biologi Tanah Ekologi dan Makrobiologi

Tanah. PT Raja Grafindo Persada. Jakarta.

http://riskyridhaagriculture.blogspot.com/2012/02/biologi-tanah.html

http://al-malik-al-malik-al-malik.blogspot.com/2013/04/sifat-fisik-kimia-dan-biologi-yang.html#ixzz2QFI9YKka

http://oryza-sativa135rsh.blogspot.com/2011/06/kesuburan-tanah.html