SIFAT-SIFAT KIMIA TANAH

Jurusan Ilmu Tanah Fakultas PertanianUniversitas Padjadjaran2012Dasar-Dasar Ilmu TanahJURUSAN ILMU TANAH & SUMBER DAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN - UNPAD

Faktor yang paling menentukan dalam pertumbuhan tanaman adalah faktor yang paling minimum (dalam hal ini P)Hukum Minimum Springel-LiebigFaktor paling kecil

SISTEMJERAPAN(gudang hara)SISTEMLARUTAN (hara aktiv)SISTEMAKAR 1 (gerak dari larutan ke akar)SISTEMAKAR 2(gerak dari akar ke tanaman)

Aliran Massa (mass flow)Gerakan UH di dalam tanah menuju permukaan akar tanaman bersama-sama gerakan massa air.

DifusiBergeraknya UH dari bagian yang berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah.

Intersepsi AkarAkar-akar tanaman yang terus tumbuh akan terus memanjang menuju tempat-tempat yang jauh di dalam tanah sehingga menemukan UH dalam larutan tanah di tempat tersebut.

KOLOID TANAH

Fraksi tanah yang bersifat koloidal liat yang berukuran 0,001 mm (1) == Mineral liat dan humus

Mineral liat:Terbentuk dari proses Rekristalisasi, atau AlterasiMineral liat Al-silikatOksida-oksida Fe dan AlMineral-mineral primer

Alterasi:Sebagian mineral yang larut digantikan oleh bahan lain.Contoh:K2Al4(Al2Si6)O20(OH)4 + Si4+ K[Al4(AlSi7)O20(OH)4] + K+ + Al3+ (Muskovit)(Ilit)Rekristalisasi atau penghabluran kembali Pelarutan bahan asal diikuti presipitasi padatan baruKOLOID TANAH

Mineral Liat SilikatAda yang berbentuk (kristal), seperti kaolinit, montmorilanit, vermikulit, ilit; ada yang tidak berbentuk (amorf) seperti alofan.

Lempeng (serpih), ukuran dan bentuk tergantung susunan mineralogik.

Lapisan lempeng masih terikat agak kuat, ada yang dapat mengembang dan mengkerut.

Semakin kecil ukuran liat, semakin luas permukaannya (pada volume yang sama).

Biasanya bermuatan negatif, menjerap kation kation-kation tersebut kation yang dapat dipertukarkan pertukaran kation Kapasitas Tukar Kation (KTK).KOLOID TANAH

Susunan Mineral Liat Silikat (berlapis)Mempunyai struktur berlapis-lapis.Setiap unit lapisan terdiri dari lempeng/struktur tetrahedral dan oktahedral.Struktur dasar dari lempeng tetrahedral adalah Si-tetrahedron dan lempeng oktahedral adalah Al-oktahedron.KOLOID TANAH

Berdasarkan banyaknya lapisan Si-tetrahedral dan lapisan Al-oktahedral, mineral ini dibedakan menjadi mineral 1:1, 2:1, atau 2:2KOLOID TANAH

Mineral 1:1

Kelompok kaolinit : Kaolinit, Haloysit, Anauksit, Dikit.

Ikatan hidrogen, kuat, sehingga tidak mengembang/ mengkerut.

Permukaan efektif terbatas pada bagian luar substitusi isomorfik rendah sehingga KTK rendah. Muatan terutama muatan tergantung pH.

Ukuran 0,1 5 m Tidak mudah hancur.KOLOID TANAH

Struktur Mineral 1:1 KOLOID TANAH

Mineral 2:1 Kelompok VermikulitIkatan oksigen dijembatani oleh H2O, memuai lebih terbatas dibanding montmorilonit.

Permukaan sangat luas, substitusi isomorfik tinggi, KTK sangat tinggi.KOLOID TANAH

Struktur Mineral 2:1 Kelompok VermikulitKOLOID TANAH

Tipe 2:1 Kelompok Ilit Tipe tidak memuaiKelompok Ilit (hidrous mika)Berasal dari mika melalui proses alterasi.Dibanding mika, mengandung lebih sedikit K+ dan lebih banyak air.Substitusi isomorfik pada Si-tetra. Oleh Al, muatan negatif hasilnya diimbangi oleh K+ sehingga KTK tergolong sedangKOLOID TANAH

Struktur 2:1 Kelompok IlitKOLOID TANAH

Kelompok 2:1 MontmorillonitKelompok montmorilonit (Beidelit, nontronit, saponit)Ikatan oksigen lemah, memuai dan tidak terbatas.Permukaan mencakup permukaan dalam dan luar sehingga sangat luas,substitusi isomorfik tinggi (sumber muatan utama, tidak terganggu pH), KTK tinggi.KOLOID TANAH

Struktur 2:1 MontmorilloniteKOLOID TANAH

Mineral 2 : 2 (atau 2 : 1 : 1)Kelompok KloritTerdapat lempeng brusit, [Al, Mg] (OH)2, yang menghambat pemuaian, mengurangi luas permukaan dan menurunkan KTK (KTK sedang)Jerapan air pada antar lempeng rendah agak mantap.KOLOID TANAH

Kelompok 2:2 KloritKOLOID TANAH

Mineral Silikat AmorfKoloidal non-kristalin, sebagian hidrous oksida

Silika dari abu volkan alofan Al2O3 2SiO2.H2O

Alofan mempunyai KTK tinggi dan kemampuan fiksasi P tinggi.KOLOID TANAH

Oksida-Oksida Fe dan AlBanyak terdapat pada tanah-tanah tua daerah tropis, misalnya tanah Oksisol

Jenis yang sering ditemukan; gibsit (Al2O3.3H2O), hematit (Fe2O3), geotit (Fe2O3.H2O), dan limomit (Fe2O3.3H2O)

Umumnya bersifat amorf, KTK sangat rendah, dapat bermuatan positif, memfiksasi P pertukaran anion (H2PO4-,SO42-, Cl-)

Al(OH)3 Al(OH)2 + OH-Al(OH)2+ + H2PO4- Al(OH)2H2PO4 KOLOID TANAH

SUMBER MUATAN NEGATIF KOLOID MINERALKelebihan muatan negatif pada ujung patahan kristal.Disosiasi H+ dari gugus OH pada tepi atau ujung kristal --- muatan tergantung pH.Substitusi isomorfik, penggantian kation dalam struktur kristal oleh kation lain yang bermuatan positif lebih rendah, tetapi mempunyai ukuran relatif sama sehingga tidak mengubah/merusak bentuk kristal --- muatan tetap.Contoh: posisi Si(IV)-tetrahedron diganti oleh Al(III) timbul muatan negatif pada tetrahedron.SUMBER MUATAN NEGATIF

SUMBER MUATAN NEGATIF KOLOID ORGANIKTerdiri dari C, H, ODaya jerap kation, air sangat tinggi.Sumber muatan negatif dari gugus fungsional:Karboksil COOHFenol OHMuatan tergantung pH, disosiasi H+ meningkat dengan meningkatnya pHBerdasarkan kelarutan (asam dan alkali)asam fulvik: BM rendah, larutan asam, alkaliasam humik: BM sedang, larut alkalihumin: tidak larut asam, alkaliSUMBER MUATAN NEGATIF

PERTUKARAN KATIONPERTUKARAN KATION

KAPASITAS TUKAR KATION (KTK)Daya koloid menjerap dan menukarkan kation.(Ca2+, Mg2-, K+, Na+, NH4+, H+, Al3+).KTK jumlah muatan tergantung pH.Satuan KTK: me/100 g.

Jerap vs serapPERTUKARAN KATION

Contoh

Terdapat Ca = 240 mg dalam 100 g tanah, jadi Ca yang dapat dipertukarkan = 240/20 me/100 g = 12 me/100 g.KTK efektif berasal dari muatan permanen, jumlah Al (hasil ekstraksi 1 N KCl dan H, Ca, Mg, K dan Na (hasil ekstraksi NH4OAc pH 7), disebut juga KTK tetap.KTK tergantung pH berasal dari muatan tidak tetap yang terekstraksi oleh BaCl2-TEA pH 8,2.KTK total = KTK efektif + KTK tergantung pH.KTK berhubungan erat dengan kesuburan tanah.PERTUKARAN KATION

Beberapa Istilah KTKPERTUKARAN KATION

Apabila tanah sanggup menjerap kation Ca + Mg + Na + K + Al + H dsb. Sebanyak 35 me, 100 g KTK tanah = 35 me/100 g

KTK liat dan humus:- Humus = 200 me/100g- Vermikulit= 150 me/100 g- Montmorilonit= 100 me/100 g- Ilit= 30 me/100 g- Kaolinit= 8 me/100 g- Hidrous oksida= 4 me/100 g

Faktor yang mempengaruhi KTKteksturbahan organikjumlah dan jenis mineral liatPERTUKARAN KATION

KEJENUHAN BASA (KB)Jumlah relatif basa-basa yang dapat dipertukarkan terhadap KTK tanah (dinyatakan dalam %)HAlCaMgKNa= 10= 6= 2= 1PERTUKARAN KATION

Kation basa umumnya merupakan unsur hara tanaman.KB tinggi juga merupakan penciri tanah tidak mengalami pencucian lanjut dan merupakan tanah subur.KB rendah berarti kation dominan pada kompleks jerapan adalah Al dan H dapat menjadi racun tanaman.PERTUKARAN KATION

REAKSI TANAH (pH Tanah)

Reaksi tanah pH rendah kemasaman tinggi pH tinggi kealkalian tinggiH H+Al Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+

H+ dan Al3+ pada koloid kemasaman cadangan/potensialH+ dalam larutan kemasaman aktif/aktualREAKSI TANAH

Pengukuran pH Tanah

pH H2O (tanah : air = 1 : 1, ada juga yang menggunakan 1:5)pH KCl (larutan pengekstrak KCl 1 N)Pembandingan pH H2O dengan pH KCl menunjukkan besar/jenis muatan koloid tanah - H - K- + KCl - + AlCl3 + HCl 4HCl + Al(OH)3 - Al - K pH H2O > pH KCl

+ CO3 + Cl KOH+ + KCl + + CO3 pH H2O < pH KCl+ OH + dll+ dll +Mencerminkan pH besar/jenis muatanREAKSI TANAHpH = pH H2O pH KClpH = positif maka muatan tanah (-)pH = negatif maka muatan tanah (+)

Arti pH TanahPentingnya Hubungan Hara dan Tanaman:

Menentukan mudah tidaknya hara diserap tanamanKebanyakan hara diserap pada pH sekitar netralMenunjukkan kemungkinan adanya unsur beracunMempengaruhi perkembangan mikroorganisme

Tanah pH rendah (Kemasaman tinggi):

Basa-basa rendah,serapan basa tergangguKeracunan Al (akar memendek, membengkak, tumbuh kalus)Fiksasi P, keracunan H, keracunan Fe, Mn, Zn, Cu, CoDefisiensi (kekurangan / kekahatan) B, MoKehidupan mikroorganisme terhambat (bakteri fiksasi N, bakteri nitrifikasi)

Tanah pH tinggi (Kealkalinan tinggi):

Fiksasi P Ca, keracunan B, MoKadar garam tinggi, kadar Na tinggiREAKSI TANAH

Hubungan pH dengan Ketersediaan Unsur HaraREAKSI TANAH

Selamat Belajar