SIFAT-SIFAT KIMIA TANAHSIFAT-SIFAT KIMIA TANAH(kuliah ke 2)(kuliah ke 2)

Tanaman butuh: Tanaman butuh: SMHSMHSuhu, udara, air, unsur hara tanahSuhu, udara, air, unsur hara tanah

Tanah, faktor penyedia tsb diatas kecuali SMH.Tanah, faktor penyedia tsb diatas kecuali SMH.Pertumbuhan tanaman, dibatasi faktor Pertumbuhan tanaman, dibatasi faktor terjelek(gbr 8), (P faktor pembartas tanaman, terjelek(gbr 8), (P faktor pembartas tanaman, bila tersedia dalam jumlah kecil)bila tersedia dalam jumlah kecil)Tanaman, tdk saja butuh hara, juga faktor lain Tanaman, tdk saja butuh hara, juga faktor lain (smh, suhu, udara, air, dsb)(smh, suhu, udara, air, dsb)

P

K

N

Ca

airSM

suhu

udara

penentu

5.1.REAKSI TANAH (Ph tanah)5.1.REAKSI TANAH (Ph tanah) Menunjukkan sifat kemasaman tanah/alkalinitas Menunjukkan sifat kemasaman tanah/alkalinitas

tanahtanah Dinyatakan dengan nilai pHDinyatakan dengan nilai pH pH, menunjukkan banyaknya konsentrasi ion pH, menunjukkan banyaknya konsentrasi ion

hidrogen (Hhidrogen (H++) di dalam tanah) di dalam tanah Makin tinggi kadar ion HMakin tinggi kadar ion H++ di dalam tanah, makin di dalam tanah, makin

masam tanahmasam tanah SelainHSelainH++, ditemukan ion OH, ditemukan ion OH--, jumlahnya , jumlahnya

berbanding terbalik dengan Hberbanding terbalik dengan H++

Pada tanah masam, jumlah HPada tanah masam, jumlah H++ lebih tinggi dari OH lebih tinggi dari OH--

Tanah alkalis, OHTanah alkalis, OH-- >H >H++

Bila HBila H++ = OH = OH--, tanah bereaksi netral (pH 7), tanah bereaksi netral (pH 7)

Konsentrasi HKonsentrasi H++ atau OH atau OH-- di tanah sangat kecil. di tanah sangat kecil. Tanah netral, kadar HTanah netral, kadar H+ + = 1/10.000.000 mole per liter atau 10= 1/10.000.000 mole per liter atau 10-7-7 mole mole

per literper liter Jadi pH = log 1/Jadi pH = log 1/[H[H++] = - log [H] = - log [H++]] Tanah reaksi netral, maka :Tanah reaksi netral, maka : pH = log 1/10pH = log 1/10-7 = -7 = - log 10 - log 10-7-7 = 7 = 7 Nilai pH berkisar 0-14 :Nilai pH berkisar 0-14 :

pH 7 = netralpH 7 = netral pH < 7 = masampH < 7 = masam pH > 7 = alkalispH > 7 = alkalis

Besarnya kisaran pH didasarkan konstanta disosiasi air murni :Besarnya kisaran pH didasarkan konstanta disosiasi air murni : HOH -HOH - H H++ + OH + OH--

[H+] [OH-] = 10[H+] [OH-] = 10-14-14 = K (konstanta) = K (konstanta) pH tanah umumnya 3,0 – 9,0pH tanah umumnya 3,0 – 9,0 Di Indonesia : tanah masam , pH 4,0 – 5,5, sehingga bila pH Di Indonesia : tanah masam , pH 4,0 – 5,5, sehingga bila pH

6,0 -6,5 dianggap cukup netral, masikipun masih agak 6,0 -6,5 dianggap cukup netral, masikipun masih agak masammasam

Rawa-rawa, ditemukan tanah sangat masam, pH < 3,0 Rawa-rawa, ditemukan tanah sangat masam, pH < 3,0 (sulfat masam, cat clay) karena mengandung sulfat(sulfat masam, cat clay) karena mengandung sulfat

Daerah kering/arid, pH tanah sangat tinggi/pH>9,0, karena Daerah kering/arid, pH tanah sangat tinggi/pH>9,0, karena mengandung Namengandung Na

Pentingnya pH tanahPentingnya pH tanah Menentukan serapan tanamanMenentukan serapan tanaman

Akar menyerap pada pH netral (unsur hara mudah larut dalam air)Akar menyerap pada pH netral (unsur hara mudah larut dalam air) Masam, P diikat Al, shg tidak dapat diserap akarMasam, P diikat Al, shg tidak dapat diserap akar Alkalis, P diikat CaAlkalis, P diikat Ca

Menunjukkan unsur beracunMenunjukkan unsur beracun Al pada tanah masam, kecuali mengikat P,juga racun bagi tanamanAl pada tanah masam, kecuali mengikat P,juga racun bagi tanaman Tanah rawa, pH terlalu rendah, sulfat tinggi, racun bagi tanamanTanah rawa, pH terlalu rendah, sulfat tinggi, racun bagi tanaman Tanah masam, Unsur mikro(Fe,Mn, Zn,Cu,Co), mudah larut dan Tanah masam, Unsur mikro(Fe,Mn, Zn,Cu,Co), mudah larut dan

berlebihan (unsur mikro dibutuhkan tanaman jumlah kecil) jadi racunberlebihan (unsur mikro dibutuhkan tanaman jumlah kecil) jadi racun Alkalis, Mo larut dan garam jadi tinggi shg menjadi racunAlkalis, Mo larut dan garam jadi tinggi shg menjadi racun

Mempengaruhi perkembangan MOMempengaruhi perkembangan MO Bakteri, berekmbang baik pada pH 5,5/>Bakteri, berekmbang baik pada pH 5,5/> Jamur, pada semua tingkat kemasaman tanah, diatas 5,5 bersaing dgn Jamur, pada semua tingkat kemasaman tanah, diatas 5,5 bersaing dgn

bakteribakteri Bakteri pengikat N Udara/Nitrifikasi berkembang baik pada pH >5,5Bakteri pengikat N Udara/Nitrifikasi berkembang baik pada pH >5,5

Untuk mengubah pH masam, dinaikan dgn tambah kapur, dan jika Untuk mengubah pH masam, dinaikan dgn tambah kapur, dan jika alkalis, diturunkan dgn penambahan belerangalkalis, diturunkan dgn penambahan belerang

Koloid tanahKoloid tanah Bahan mineral/organik yang sangat halus, Bahan mineral/organik yang sangat halus,

mempunyai luas permukaan sangat mempunyai luas permukaan sangat tinggi/berat(massa)tinggi/berat(massa)

Berukuran < 1 Berukuran < 1 μμ Tidak semua fraksi liat < Tidak semua fraksi liat < 1 1 μμ termasuk koloid termasuk koloid Bagian sangat aktif dalam reaksi fisikokimia dalam Bagian sangat aktif dalam reaksi fisikokimia dalam

tanahtanah Partikel koloid halis ini disebt Partikel koloid halis ini disebt micell micell (micro cell) (micro cell)

dan bermuatan negatifdan bermuatan negatif ion bermuatan positif/kation tertarikmoleh koloid ion bermuatan positif/kation tertarikmoleh koloid

ini, terbentuk lapisan ganda ionini, terbentuk lapisan ganda ion Bagian dalam dari Lapisan ganda ion ini Bagian dalam dari Lapisan ganda ion ini

bermuatan negatif(anion)bermuatan negatif(anion) Bagian luar merupakan kerumunan kationBagian luar merupakan kerumunan kation

Mineral liatMineral liat

Mineral berukuran < 2 Mineral berukuran < 2 μμ Terbentuk karena :Terbentuk karena :

rekristalisasi/sintesisrekristalisasi/sintesis dari senyawa hasil dari senyawa hasil pelapukan mineral primerpelapukan mineral primer

Alterasi/perubahan Alterasi/perubahan lgs dari mineral primer lgs dari mineral primer yang telah ada (misalnya mika menjadi ilit)yang telah ada (misalnya mika menjadi ilit)

Mineral liat dibedakan :Mineral liat dibedakan : Mineral liat Al-silikatMineral liat Al-silikat Oksida-oksida Fe dan AlOksida-oksida Fe dan Al Mineral –mineral primerMineral –mineral primer

Asal dan urutan perubahan jenis mineral Asal dan urutan perubahan jenis mineral ke jenis mineral lain :lihat gambar 11ke jenis mineral lain :lihat gambar 11

FeldsparMikaMineral Feromagnesium

Ilit Montmorilonit Kaolinit Oksida Al dan Fe

Mineral primer(pasir, debu)

Mineral sekunder (liat)alterasisintesis

Gambar 11. beberapa kemungkinan terhadap asal dan mineral liat silikat dan oksida

Mineral liat Al-silikatMineral liat Al-silikat

Dibedakan menjadi :Dibedakan menjadi : Mempunyai bentuk Mempunyai bentuk kristalkristal yang baik(kristalin) misalnya yang baik(kristalin) misalnya

kaolinit, haloisit, montmorilonit, ilitkaolinit, haloisit, montmorilonit, ilit Mempunyai bentuk Mempunyai bentuk amorfamorf, misalnya , misalnya alofanalofan

Di Indonesia:Di Indonesia: kaolinit dan haloisit kaolinit dan haloisit ditemukan pada tanah merah/coklat ditemukan pada tanah merah/coklat

(berdrainse baik). (berdrainse baik). Montmorilonit Montmorilonit ditemukan pada tanah yang mudah ditemukan pada tanah yang mudah

mengembang dan mengerut (mengembang dan mengerut (Vertisol/GrumosolVertisol/Grumosol)) Illit,Illit, bahan induk mengandung mika, belum mengalami bahan induk mengandung mika, belum mengalami

pelapukan lanjutpelapukan lanjut Alofan, Alofan, tanah asal abu gunung api (Atanah asal abu gunung api (Andisol/Andosolndisol/Andosol)) Tanah tua/Oxisol, Tanah tua/Oxisol, mineral liat silikat yg telah hancur mineral liat silikat yg telah hancur

membentuk mineral liat baru, yaitu osida-oksida Fe atau membentuk mineral liat baru, yaitu osida-oksida Fe atau Al (seskuioksida)Al (seskuioksida)

Mineral liat Al-silikat, mempunyai struktur Mineral liat Al-silikat, mempunyai struktur berlapis-lapisberlapis-lapis

Tiap unit terdiri lapisan Tiap unit terdiri lapisan Si-tetrahedron dan Si-tetrahedron dan Al-oktahedronAl-oktahedron

Berdasar banyaknya lapisan Si-tetrahedron Berdasar banyaknya lapisan Si-tetrahedron dan Al-oktahedron tiap unit mineral, maka dan Al-oktahedron tiap unit mineral, maka mineral ini dibedakan jadi mineral liat 1:1, mineral ini dibedakan jadi mineral liat 1:1, 2:1, dan 2:22:1, dan 2:2

Mineral liat 1:1, tiap unit terdiri satu lapis Mineral liat 1:1, tiap unit terdiri satu lapis Si-tetrahedron dan satu lapis Al-oktahedronSi-tetrahedron dan satu lapis Al-oktahedron

Mineral liat 2:1, terdiri dua lapis Si-Mineral liat 2:1, terdiri dua lapis Si-tetrahedron dan satu lapis Al-oktahedrontetrahedron dan satu lapis Al-oktahedron

Mineral liat 2:2, terdiri dua lapis Si-Mineral liat 2:2, terdiri dua lapis Si-tetrahedron dan dua lapis Al-oktahedron tetrahedron dan dua lapis Al-oktahedron tiap unitnnya.tiap unitnnya.

Si

Al

SiAlSi

SiAlSiAl

1:1 Kaolinit Haloisit

2:1 MontmorilonitIllitVermikulit

2:2 Chlorit

Gambar 12. Jenis mineral liat berdasarkan perbandingan lapisan Si-tetrahedron dan Al -Oktahedron

Adanya muatan negatif pada mineral liat :Adanya muatan negatif pada mineral liat : Kelebihan muatan negatif pada ujung patahan kristal Kelebihan muatan negatif pada ujung patahan kristal

(pada Si-tetrahedron/Al-oktahedron)(pada Si-tetrahedron/Al-oktahedron) Disosiasi H+ dari gugus OH yang terdapat pada Disosiasi H+ dari gugus OH yang terdapat pada

tepi/ujung kristaltepi/ujung kristal

pada pH rendah, H+ terikat erat, pH naik, H+ lepas, pada pH rendah, H+ terikat erat, pH naik, H+ lepas, sehingga muatan negatif meningkat. Muatan ini disebut sehingga muatan negatif meningkat. Muatan ini disebut muatan tergantunbg pHmuatan tergantunbg pH

Substitusi isomorfik, penggantian kation dalam struktur Substitusi isomorfik, penggantian kation dalam struktur kristal oleh kation lain yg punya ukuran sama, tetapi kristal oleh kation lain yg punya ukuran sama, tetapi valensi berbeda.valensi berbeda.

umumnya: kation yg menggantikan mempunyai muatan lebih rendah dari umumnya: kation yg menggantikan mempunyai muatan lebih rendah dari yang digantikan, misal : Mg2+ atau Fe2+ menggantikan Al3+ dalam Al-yang digantikan, misal : Mg2+ atau Fe2+ menggantikan Al3+ dalam Al-oktahedron, atau Al3+ menggantikan S4+ dalam Si-tetrahedron, sehingga oktahedron, atau Al3+ menggantikan S4+ dalam Si-tetrahedron, sehingga terjaditerjadi

Kelebihan muatan negatif pada liatKelebihan muatan negatif pada liat Terjadi waktu proses pemebntukan liat berlangsung dan menghasilkan Terjadi waktu proses pemebntukan liat berlangsung dan menghasilkan

muatan tetap pada mineral tsbmuatan tetap pada mineral tsb..

OH O- + H+

Kaolinit (1:1)Kaolinit (1:1)

Unit, satu dgn lain melekat dgn kuat Unit, satu dgn lain melekat dgn kuat oleh ikatan H, shg tidak mengembang oleh ikatan H, shg tidak mengembang dan mengerut bila basah/keringdan mengerut bila basah/kering

Substitusi isomorfik sedkit/tidak ada, Substitusi isomorfik sedkit/tidak ada, kandungan muatan negatif/KTK kandungan muatan negatif/KTK rendahrendah

Muatan negatif hanya pada patahan Muatan negatif hanya pada patahan kristal/akibat disosiasi H bila pH naikkristal/akibat disosiasi H bila pH naik

Karenanya, muatan negatif meningkat Karenanya, muatan negatif meningkat bila pH naik (muatan tergantung pH)bila pH naik (muatan tergantung pH)

Montmorilonit (2:1)Montmorilonit (2:1) Unit, dihubungkan dgn unit lain oleh ikatan yg Unit, dihubungkan dgn unit lain oleh ikatan yg

lemah (oksigen ke oksigen), shg mudah lemah (oksigen ke oksigen), shg mudah mengembang dan mengerut mengembang dan mengerut

Air dan kation dapat masuk pada ruang antar Air dan kation dapat masuk pada ruang antar unit(unit(internal surface)internal surface)

Dalam proses pembentkan montmorilonit banyak Dalam proses pembentkan montmorilonit banyak Al3+ dalam Al-oktahedron yg disubstitusi oleh Al3+ dalam Al-oktahedron yg disubstitusi oleh Mg2+, shg kelebihan muatan negatifMg2+, shg kelebihan muatan negatif

Internal surface, external surface dan ujung Internal surface, external surface dan ujung patahan patahan lapisan aktiflapisan aktif

Karenya mempunyai muatan negatif yang Karenya mempunyai muatan negatif yang tinggi(KTK tinggi)tinggi(KTK tinggi)

Pada pH <6,0 mengandung muatan tetap hasil Pada pH <6,0 mengandung muatan tetap hasil substitusi isomorfik, bila pH >6,0 terjadi muatan substitusi isomorfik, bila pH >6,0 terjadi muatan tergantung pHtergantung pH

Illit (hidrous mika)Illit (hidrous mika)

Di Indonesia, tidak banyakDi Indonesia, tidak banyak Tergolong type 2:1Tergolong type 2:1 Terbentuk lgs dari mika melalui alterasi,Terbentuk lgs dari mika melalui alterasi, struktur mika tidak banyak berubah, tetapi struktur mika tidak banyak berubah, tetapi

terjadi penggantian sebagian ion Kterjadi penggantian sebagian ion K++ dari dari ruang interlayer/antar unit mika oleh ionHruang interlayer/antar unit mika oleh ionH++

Dapat memfiksasi K yg diberikan/dalam Dapat memfiksasi K yg diberikan/dalam tanahtanah

Substitusi Si Substitusi Si 4+4+ dari Si-tetrahedron oleh Al dari Si-tetrahedron oleh Al 3+3+ menyebabkan muatan negatif cukup tinggi menyebabkan muatan negatif cukup tinggi (KTK 10-40 cmol (+)/kg(KTK 10-40 cmol (+)/kg

Mineral liat silikat amorfMineral liat silikat amorf

Contohnya Contohnya alofanalofan Terdapat pada tanah asal abu volkan Terdapat pada tanah asal abu volkan

(andosol)(andosol) Asal pelapukan gelas vulkanik/feldsparAsal pelapukan gelas vulkanik/feldspar KTK tinggiKTK tinggi Memfiksasi P kuatMemfiksasi P kuat Tanah mengandung alofan terasa licin bila Tanah mengandung alofan terasa licin bila

dipirid (smeary)dipirid (smeary) Bulk density (BD) rendah, <0,90 g/ccBulk density (BD) rendah, <0,90 g/cc

Oksida-oksida Oksida-oksida FeFe dan dan AlAl Tanah-tanah tua di tropika (oksisol)Tanah-tanah tua di tropika (oksisol) Gibsit (Al2O3.3H2O)Gibsit (Al2O3.3H2O) Hematit (Fe2O3)Hematit (Fe2O3) Goetit (Fe2O3.H2O)Goetit (Fe2O3.H2O) Limonit (Fe2O3.3H2O)Limonit (Fe2O3.3H2O) Bersifat kristalin atau amorfBersifat kristalin atau amorf KTK rendah (< kaolinit,< 4 cmol(+)/KgKTK rendah (< kaolinit,< 4 cmol(+)/Kg Sering bermuatan positif, melakukan fiksasi Sering bermuatan positif, melakukan fiksasi

P dgn kuat melalui pertukaran anionP dgn kuat melalui pertukaran anion

Al (OH)3 - Al (OH)2+ + OH-

Al (OH)2+ + H2PO4

- -- Al (OH)2 H2PO4

Mineral-mineral primerMineral-mineral primer

Dalam fraksi liat ditemukan juga Dalam fraksi liat ditemukan juga mineral primer (kuarsa, feldspar, mineral primer (kuarsa, feldspar, dsb)dsb)

Serupa yang ditemukan pada fraksi Serupa yang ditemukan pada fraksi pasir/debu, tetapi ukurannya sangat pasir/debu, tetapi ukurannya sangat halus, < 2 halus, < 2 μμ

Koloid OrganikKoloid Organik

Di dalam tanah adalah humusDi dalam tanah adalah humus Beda koloid organik dgn anorganik/liat, koloid organik tersusun C, H Beda koloid organik dgn anorganik/liat, koloid organik tersusun C, H

dan Odan O Sedang liat tersusun Al, Si dan OSedang liat tersusun Al, Si dan O Organik/humus bersufat amorfOrganik/humus bersufat amorf KTK tinggi (>montmorilonit)KTK tinggi (>montmorilonit) Mudah dihancurkanMudah dihancurkan Sumber muatan negat if adalah gugusan karboksil Sumber muatan negat if adalah gugusan karboksil

Muatan dalam humus tergantung pHMuatan dalam humus tergantung pH Dalam keadaan masam H+ dipegng kuat dalam gugusan karboksil Dalam keadaan masam H+ dipegng kuat dalam gugusan karboksil

atau phenolatau phenol PH tinggi ikatan jadi kurangPH tinggi ikatan jadi kurang Disosiasi H+ meningkat dgn naiknya pH, muatan negatif juga Disosiasi H+ meningkat dgn naiknya pH, muatan negatif juga

meningkatmeningkat

( -C O ) dan gugusan phenol ( - OH ) OH

Berdasar kelarutan dalam Berdasar kelarutan dalam asam/alkaliasam/alkali

Humus disusun oleh tiga jenis Humus disusun oleh tiga jenis Asam fulvik, BM paling kecil, warna Asam fulvik, BM paling kecil, warna

paling terang, larut dalam asam/alkali, paling terang, larut dalam asam/alkali, aktif dalam reaksi-reaksi kimiaaktif dalam reaksi-reaksi kimia

Asam humik, BM sedang, warna tidak Asam humik, BM sedang, warna tidak terlalu terang/gelap, larut dalam alkali, terlalu terang/gelap, larut dalam alkali, tidak larut dalam asam, aktif dalam tidak larut dalam asam, aktif dalam reaksi kimiareaksi kimia

Humin, BM paling besar, warna paling Humin, BM paling besar, warna paling gelap, tidak larut dalam asam/alkali, gelap, tidak larut dalam asam/alkali, tidak aktif dalam reaksi kimiatidak aktif dalam reaksi kimia

KTKKTK

kation, ion bermuatan +, Cakation, ion bermuatan +, Ca++++,Mg,Mg++,K,K++, Na, Na++, NH, NH44++, ,

HH++, Al , Al 3+3+ dsb dsb Dalam tanah terlarut dalam air /dijerap koloid Dalam tanah terlarut dalam air /dijerap koloid

tanahtanah Kation (dalam miliekivalen) dijerap tanah per Kation (dalam miliekivalen) dijerap tanah per

satuan satuan berat tanah berat tanah (biasanya per 100 g) dan (biasanya per 100 g) dan dinamakan KTK (dinamakan KTK (kapasitas tukar kation)kapasitas tukar kation)

Kation terjerap sukar dicuci oleh air gravitasi, tapi Kation terjerap sukar dicuci oleh air gravitasi, tapi dapat diganti kation lain dalam larutan tanahdapat diganti kation lain dalam larutan tanah

Disebut pertukaran kationDisebut pertukaran kation Kation diatas selalu ada dalam kompleks jerapan.Kation diatas selalu ada dalam kompleks jerapan.

KTK, dinyatakan dalam satuan kimia, KTK, dinyatakan dalam satuan kimia, miliekivalen per 100 g(me/100g)miliekivalen per 100 g(me/100g)

1 ekivalen= jumlah setara 1 g hidrogen1 ekivalen= jumlah setara 1 g hidrogen Jumlah atom dalam 1 ekivalen=6,02x10Jumlah atom dalam 1 ekivalen=6,02x102323 (= (=

bilangan Avogadro)bilangan Avogadro) Dgn demikian, 1 miliekivalen setara 1 mg Dgn demikian, 1 miliekivalen setara 1 mg

hidrogen, dan terdiri 6,02x10hidrogen, dan terdiri 6,02x102020 atom hidrogen atom hidrogen Bila tanah ber KTK 1me/100 g, artinya, setiap 100 Bila tanah ber KTK 1me/100 g, artinya, setiap 100

g tanah mengandung 6,02x10g tanah mengandung 6,02x102020 muatan negatif muatan negatif Satuan miliekivalen dapat diubah jadi satuan Satuan miliekivalen dapat diubah jadi satuan

berat, jugaberat, juga Satuan me/100 g dapat diubah ke ppm (part per Satuan me/100 g dapat diubah ke ppm (part per

milion)milion)

contohcontoh

1 me H=1 mg (BA H = 1,valensi 1)1 me H=1 mg (BA H = 1,valensi 1)1 me K=39mg (BA K=39,valensi 1)1 me K=39mg (BA K=39,valensi 1)1 me Na=23 mg(BA Na=23,valensi1)1 me Na=23 mg(BA Na=23,valensi1)1 me Ca=40/2 mg(BA Ca=40, valensi 1 me Ca=40/2 mg(BA Ca=40, valensi

2)2)1 meMg=24/2 mg(BA Mg=24, valensi 1 meMg=24/2 mg(BA Mg=24, valensi

2)2)

Bila K = 0,6 me/100gBila K = 0,6 me/100g = 0,6 x39mg/100 g= 0,6 x39mg/100 g = 23,4 mg/100.000mg= 23,4 mg/100.000mg =234 mg/1.000.000 mg=234 mg/1.000.000 mg = 234 ppm= 234 ppm Bila Ca=21,5 me/100 gBila Ca=21,5 me/100 g =21,5 x 40/2 mg/100 g=21,5 x 40/2 mg/100 g =430 mg/100 g=430 mg/100 g =430 mg/100.000 mg=430 mg/100.000 mg =4300 mg/1000.000 mg=4300 mg/1000.000 mg =4300 ppm=4300 ppm

Sejak 1987(taksonomi tanah), satuan me/100 g Sejak 1987(taksonomi tanah), satuan me/100 g diganti jadi cmol(+)/kg, di mana 1 me/100 g diganti jadi cmol(+)/kg, di mana 1 me/100 g tanah = 1 cmol(+)/kg tanahtanah = 1 cmol(+)/kg tanah

KTK di lab didasarkan pada pH larutan KTK di lab didasarkan pada pH larutan yang ditentukan (karena adanya muatan yang ditentukan (karena adanya muatan tergantung pH)tergantung pH)

Dilakukan dgn ekstraksi amonium asetat Dilakukan dgn ekstraksi amonium asetat disangga(dibuffer) pH 7 (NHdisangga(dibuffer) pH 7 (NH44OAc pH7). OAc pH7).

Bila tanah ber pH<7, didapat nilai KTK Bila tanah ber pH<7, didapat nilai KTK lebih besar dari sebenarnyalebih besar dari sebenarnya

Bila tanah ber-pH>7, KTK dgn pH 7 akan Bila tanah ber-pH>7, KTK dgn pH 7 akan didapat nilai lebih rendah dari didapat nilai lebih rendah dari sebenarnyasebenarnya

Cara lain : analisis KTKCara lain : analisis KTKEkstraksi dgn garam netral (dgn 1 N KCl) Ekstraksi dgn garam netral (dgn 1 N KCl)

pada pH tanah sebenarnya(tanpa pada pH tanah sebenarnya(tanpa disangga)disangga)

Ektraksi dgn barium Ektraksi dgn barium chlorida+trietanolamin(BaClchlorida+trietanolamin(BaCl22-TEA) -TEA) disangga pada pH8,2.disangga pada pH8,2.

Cara ini, didapat beberapa jenis KTK Cara ini, didapat beberapa jenis KTK (KTK efektif, KTK tergantung pH, dsb)(KTK efektif, KTK tergantung pH, dsb)

Bila tanah dicuci/diekstraksi dgn 1 N KCl(garam netral) Bila tanah dicuci/diekstraksi dgn 1 N KCl(garam netral) pada pH tanah yang sebenarnya, maka air pada pH tanah yang sebenarnya, maka air cuciannya(leachate) akan mengandung Hcuciannya(leachate) akan mengandung H++ dan Al dan Al3+3+ yang yang disebut Hdisebut H++ dan Al dan Al33+ yang + yang dapat dapat dipertukarkan(exchangable)dipertukarkan(exchangable)

Selain itu juga dalam air cucian mengandung kation lain, Selain itu juga dalam air cucian mengandung kation lain, CaCa2+2+,Mg,Mg2+2+,K,K++, Na, Na++ dsb. dsb.

Jumlah semua kation HJumlah semua kation H+++Al+Al3+3++Ca+Ca2+2++Mg+Mg2+2+,K,K+++Na+Na+++kation +kation lain yang terdapat dalam air cucian dgn 1 N KCl tsb(dalam lain yang terdapat dalam air cucian dgn 1 N KCl tsb(dalam me/100g) disebut me/100g) disebut KTK efektifKTK efektif

Muatan yg menimbulkan Muatan yg menimbulkan KTK efektifKTK efektif, berasal dari muatan , berasal dari muatan permanen dalam mineral liat, sehingga sering disebut pula permanen dalam mineral liat, sehingga sering disebut pula sng sng KTK tetap (permanent CEC)KTK tetap (permanent CEC)

Namun karena mineral dalam tanah sering diselaputi Namun karena mineral dalam tanah sering diselaputi oksida Fe/Al(ditropika), besar muatan permanen oksida Fe/Al(ditropika), besar muatan permanen sesungguhnya sudah tak jelas lagi, shg istilah sesungguhnya sudah tak jelas lagi, shg istilah KTKefektif=KTK tetap KTKefektif=KTK tetap tidak tepattidak tepat

H+ dalam muatan tetap jumlahnya sangat sedikit H+ dalam muatan tetap jumlahnya sangat sedikit dibanding Al, maka KTK efektif dihitung sbg: KTK efektif dibanding Al, maka KTK efektif dihitung sbg: KTK efektif ==Al-ddAl-dd(ekstraksi dgn 1N KCl)+jumlah (ekstraksi dgn 1N KCl)+jumlah basa ddbasa dd (NH4 OAc pH (NH4 OAc pH 7)7)

Bila tanah yang telah diekstraksi dgn 1 N KCl tsb, kemudian Bila tanah yang telah diekstraksi dgn 1 N KCl tsb, kemudian diekstrksi lagi dgn BaCl2-TEA pada pH 8,2, maka H+ yang diekstrksi lagi dgn BaCl2-TEA pada pH 8,2, maka H+ yang berasal dari bukan muatan tetap akan terekstraksi (disebut berasal dari bukan muatan tetap akan terekstraksi (disebut extractable acidity=EA)extractable acidity=EA)

Hidrogen ini berasal dari gugus OH dari ujung-ujung(patahan) Hidrogen ini berasal dari gugus OH dari ujung-ujung(patahan) kristal liat/gugusan karboksil dari bo yg akan berdisosiasi bila kristal liat/gugusan karboksil dari bo yg akan berdisosiasi bila pH naik.pH naik.

Banyaknya H+ yg terekstraksi dgn BaCl2-TEA pH8,2 (dalam Banyaknya H+ yg terekstraksi dgn BaCl2-TEA pH8,2 (dalam me/100g) merupakan muatan atau KTK tergantung pH dari me/100g) merupakan muatan atau KTK tergantung pH dari tnh.tnh.

Jumlah semua kation yang diekstrak dgn 1 N KCl + HJumlah semua kation yang diekstrak dgn 1 N KCl + H++ terekstrak dgn BaCl2-TA atau terekstrak dgn BaCl2-TA atau KTK efektifKTK efektif + + KTK tergantung KTK tergantung pHpH = =KTK totalKTK total dari tanah dari tanah

Besarnya KTK ekstraksi dgn NH4OAc pH7 terletak antara KTK Besarnya KTK ekstraksi dgn NH4OAc pH7 terletak antara KTK efektif (1 N KCl) dan KTK total (BaCl2-TEA)efektif (1 N KCl) dan KTK total (BaCl2-TEA)

Dalam taksonomi tanah juga dikenal KTK jumlah kation, yang Dalam taksonomi tanah juga dikenal KTK jumlah kation, yang berarti : jumlah basa dd (NH4OAc pH 7) + EA (BaCl2-TEA berarti : jumlah basa dd (NH4OAc pH 7) + EA (BaCl2-TEA pH8,2)pH8,2)

Perbandingan KTK tiap koloid tanahPerbandingan KTK tiap koloid tanah

KTKKTK Cmol (+)/kgCmol (+)/kg

HumusHumus 100-300100-300

ChloritChlorit 10-4010-40

MontmorilonitMontmorilonit 80-15080-150

IllitIllit 10-4010-40

KaolinitKaolinit 3-153-15

Haloisit 2H2OHaloisit 2H2O 5-105-10

Haloisit 4H2OHaloisit 4H2O 40-5040-50

seskuioksidaseskuioksida 0-30-3

KTK erat hub dgn kesuburan tanahKTK erat hub dgn kesuburan tanah KTK tinggi mampu menjerap/menyediakan unsur KTK tinggi mampu menjerap/menyediakan unsur

harahara TK tinggi didominasi kation basa(Ca,Mg,K,Na)TK tinggi didominasi kation basa(Ca,Mg,K,Na) Bila didominasi kation asam(Al,H) mengurangi Bila didominasi kation asam(Al,H) mengurangi

kesuburan tanahkesuburan tanah Karena hara dalam kompleks jerapan shg tidak Karena hara dalam kompleks jerapan shg tidak

tercucitercuci Tanah dgn bo/liat tinggi, KTK >tinggiTanah dgn bo/liat tinggi, KTK >tinggi~pasir~pasir Mineral liat menentukan KTK, Mineral liat menentukan KTK,

montmorilonit>kaolinitmontmorilonit>kaolinit Tanah tua/oksisol(seskuioksida) KTK rendahTanah tua/oksisol(seskuioksida) KTK rendah KTK, penciri klasifikasi tanah(oksisol harus<16 KTK, penciri klasifikasi tanah(oksisol harus<16

cmol(+)/kgcmol(+)/kg

Pertukaran anionPertukaran anion

Selain pertukaran kation, ditemukan Selain pertukaran kation, ditemukan pertukaran anion dalam tanah(jumlah kecil)pertukaran anion dalam tanah(jumlah kecil)

KTA pada KTA pada mineral liat amorf mineral liat amorf dan Al/Fe-dan Al/Fe-oksida, kaolinitoksida, kaolinit

Pada silikat, adanya patahan Pada silikat, adanya patahan kristal/pergantian gugusan OH oleh anion kristal/pergantian gugusan OH oleh anion lainlain

Pada Fe/Al-oksida pergantian gugusan OH Pada Fe/Al-oksida pergantian gugusan OH oleh anion lainoleh anion lain

Karena muatan positif, maka terjadi Karena muatan positif, maka terjadi pertukaran anionpertukaran anion

Bila tanah bermuatan positifBila tanah bermuatan positif

Terjadi penjerapan anion Terjadi penjerapan anion (nitrat,NO3-, chlor,Cl) dsb(nitrat,NO3-, chlor,Cl) dsb

Ca, Mg dan K tidak dijerap tanah, Ca, Mg dan K tidak dijerap tanah, larut dan tercucilarut dan tercuci

FosfatFosfat dan dan SulfatSulfat, difiksasi tanah, shg , difiksasi tanah, shg tersedia rendahtersedia rendah

KBKB

Kation dalam kompleks jerapan, kation basa Kation dalam kompleks jerapan, kation basa dan kation asam.dan kation asam.

Kation Basa, CaKation Basa, Ca++++, Mg, Mg++++, K, K++, Na, Na++

Kation Asam, HKation Asam, H++, Al, Al++++++

KB, menunjukkan KB, menunjukkan perbandinganperbandingan jumlah jumlah kation-kation basakation-kation basa dgn dgn jumlah semua jumlah semua kation (kation basa+asam)kation (kation basa+asam)

Jumlah maks kation dijerap tanah, Jumlah maks kation dijerap tanah, menunjukkan besar nilai KTK tanahmenunjukkan besar nilai KTK tanah

Karenanya KB =jumlah kation basa/KTK x Karenanya KB =jumlah kation basa/KTK x 100%100%

Beberapa jenis KBBeberapa jenis KB KB(NH4OAc) = KB(NH4OAc) =

jumlah kation basa/KTK(NH4OAc) x 100%jumlah kation basa/KTK(NH4OAc) x 100% KB(jumlah kation) = KB(jumlah kation) =

jumlah kation basa/KTK(jumlah kation) x 100%jumlah kation basa/KTK(jumlah kation) x 100% Kation basa, unsur hara diperlukan tanamanKation basa, unsur hara diperlukan tanaman Mudah tercuciMudah tercuci Tanah dgn KB tinggi, menunjukkan tanah, belum Tanah dgn KB tinggi, menunjukkan tanah, belum

banyak mengalami pencucian/suburbanyak mengalami pencucian/subur KB, berhubungan pH tanahKB, berhubungan pH tanah

pH rendah, KB rendahpH rendah, KB rendah Tanah dgn KB rendah, kompleks jerapan diisi Tanah dgn KB rendah, kompleks jerapan diisi

kation asam, bila Al+++ banyak, jadi racun kation asam, bila Al+++ banyak, jadi racun tanaman(tanah masam)tanaman(tanah masam)