dasar-dasar kesuburan tanah
Post on 17-Nov-2015
43 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Document
1
Permukaan
bumi
atau biosfer merupakan
tempat
kehidupan
makhluk (manusia, hewan, dan tanaman). Secara geologis, biosfer
terdiri
dari
komponen-komponen
yang
menyediakan
tempat,
makanan,
minuman,
dan
udara;
komponen-komponen
utama
kehidupan. Sinar matahari, termasuk komponen tersebut, bersama-
sama udara berada dalam jumlah tidak terbatas.
Permukaan atas biosfer, disebut tanah, berasal dari bahan
induk batuan dan bahan organik hasil daur-ulang makhluk mati.
Tanaman merupakan makhluk primer
menjadi
sumber
utama
kehidupan makhluk sekunder, manusia dan hewan.
Bagi tanaman,
tanah berfungsi sebagai
medium tumbuh akar, jangkar tempat
berpegang, dan sumber utama unsur hara dan air. Unsur hara dalam
tanah
diserap tanaman melalui bantuan air.
Selain pelarut, air
berfungsi sebagai media transpor hara dari tanah menuju akar dan
selanjutnya masuk ke dalam jaringan.
Air merupakan bagian
penyusun tubuh dan menempati hampir 90 persen volume jaringan.
Kemampuan tanaman hidup di suatu tempat berbeda tergantung
sifat genetik dan daya adaptasi lingkungan, termasuk tanah dan air.
Sifat perilaku unsur dalam tanah dan jaringan tanaman, serta
keberadaan air sebagai media, penting dipelajari dalam kaitan
dengan
status
masing-masing
komponen
dalam
upaya
meningkatkan dan mempertahankan tanaman agar hidup secara
normal berkelanjutan.
Hal-hal tersebut merupakan topik utama
dalam buku ini.
Bab 1. Dasar-Dasar Kesuburan Tanah
1.
1
.
Tanah Sebagai Medium Tumbuh
Tanah tersusun atas tiga komponen utama:
padatan,
cairan, dan udara. Padatan terdiri dari bahan mineral dan organik,
menempati
separuh
volume. Bahan mineral yang berasal dari
hancuran batuan induk menempati sekitar 45% dan bahan organik
dari perombakan jasad mikro mati menempati 5% volume. Separuh
sisanya diisi oleh cairan dan
elektrolit-elektrolit larut, serta udara
dengan volume berfluktuasi menurut banyaknya cairan tersebut.
Berdasar pada ukuran partikel, bahan mineral terbagi atas
tiga fraksi: pasir, debu, dan liat. Perbandingan bobot masa relatif
ketiga fraksi ini disebut tekstur tanah. Ukuran masing-masing fraksi
menurut USDA dan ISSS disajikan pada Tabel 1.1.
Diketahui bahwa
komponen
mineral
tanah paling kasar berukuran 2 mm.
Fraksi
lebih besar seperti kerikil atau koral tidak termasuk komponen
tanah, tetapi merupakan fraksi batuan induk. Berdasar hal tersebut,
bila kita ingin menggunakan tanah dalam penelitian maka diperlukan
ayakan
berukuran
2
mm
agar
komponen
bukan
tanah
dapat
dipisahkan.
Secara
sederhana,
tanah
didominasi
fraksi
pasir akan
membentuk struktur lepas dan drainase baik.
Akan tetapi, daya
pegang air dan hara rendah sehingga tanah miskin unsur hara dan
cenderung kekurangan air. Tanah didominasi fraksi liat mempunyai
sifat lekat dan berstruktur masif sehingga drainase jelek. Meskipun
umumnya tanah-tanah liat relatif kaya unsur hara, namun masalah
yang dihadapi adalah pengolahan berat dan memerlukan perbaikan
drainase.
3
Tabel 1.1. Klasifikasi Partikel Tanah Menurut USDA
dan ISSS*)
Fraksi
Batas Ukuran Partikel (mm)
USDA
ISSS
Pasir :
Sangat kasar
2
.
0
0
-
1
.
0
0
---
Kasar
1
.
0
0
-
0
.
50
2
.
0
0
-
0
.
2
0
Sedang
0
.
50
-
0
.
2
5
---
Halus
0
.
2
5 - 0.10
0
.
2
0
-
0
.
0
2
Sangat Halus
0
.
1
0
-
0
.
0
5
---
Debu
0
.
0
5 - 0.002
0
.
0
2
-
0
.
0
0
2
Liat
N=N-
>
=N
>
-
COO
-
>
-
O-
>
C=O
enolat
amina
azo
cincin N
karboksilat
ether
karbonil
Kemungkinan orde penurunan afinitas kation-kation kurang
lebih sebagai berikut:
Fe
3+
> Cu
2+
> Ni
2+
> Co
2+
> Zn
2+
> Fe
2+
> Mn
2+
Kemampuan
pengomplekan
asam
humat
dan
fulvat
tergantung pada grup oksigen fungsional, seperti COOH, OH, dan
C=O.
20
Senyawa organik tanah membentuk kompleks larut dan tak
larut dengan ion-ion logam dan selanjutnya berperan ganda dalam
tanah.
Senyawa berbobot molekul rendah (biokimia, asam fulvat)
menggerakkan ion-ion logam menuju akar tanaman. Sebaliknya,
senyawa berbobot molekul tinggi (misalnya asam humat) berfungsi
sebagai "sink" (penerima) kation polivalen. Agen pengompleks alami
dipertimbangkan penting dalam proses perombakan dan pergerakan
seskuioksida menuju subsoil.
Kompleks liat organik:
Intraksi senyawa organik dengan liat membawa konsekuensi
perubahan terhadap sifat dan perilaku fisika, kimia dan biologi
matriks tanah.
Beberapa mekanisme berkaitan dengan jerapan
senyawa humat oleh mineral liat adalah sebagai berikut:
-
Gaya van der Waal (Gambar 1.8):
Gambar 1.8. Gaya Van der Waal
(dalam Sparks, 1995)
Gaya Van der Waal (Gambar 1.8), berlaku untuk semua
molekul, namun
agak lemah. Gaya ini dihasilkan dari fluktuasi
kerapatan muatan listrik individu-individu atom. Fluktuasi muatan
listrik positif suatu atom cenderung memproduksi fluktuasi muatan
listrik negatif dalam atom tetangganya yang menghasilkan gaya
21
atraktif bersih. Gaya atraktif yang dihasilkan dari fluktuasi ini terjadi
pada setiap pasangan at0m atau molekul. Jerapan karena gaya van
der Waal di anggap penting bagi molekul netral polar dan nonpolar,
khususnya berbobot tinggi.
-
Ikatan jembatan kation (Gambar 1.9):
Gambar 1.9. Ikatan jembatan kation
(dalam Sparks, 1995)
Pada Gambar 1.9, anion-anion organik secara normal ditarik
oleh muatan negatif permukaan liat, maka jerapan asam humat dan
fulvat oleh mineral liat seperti montmorilonit terjadi hanya bila
terdapat kation polivalen pada kompleks pertukaran. Tidak seperti
Na
+
dan K , kation-kation polivalen mampu menjaga netralitas
+
permukaan
melalui
penetralan
baik
pada
muatan
negatif liat
maupun grup fungsional asam bahan organik (misalnya
COO ).
-
Kation-kation polivalen utama yang menentukan ikatan asam humat
dan fulvat terhadap liat tanah adalah Ca
2+
, Fe
3+
dan Al
3+
.
Kation
divalen Ca
2+
tidak membentuk koordinasi kompleks dengan molekul
organik. Sedang Fe
3+
dan Al
3+
membentuk koordinasi kompleks kuat
22
dengan
senyawa
organik.
Kation
polivalen
bertindak
sebagai
jembatan ikatan antara dua titik muatan. Pada molekul organik
rantai panjang, beberapa titik pasangan
dengan partikel liat bisa
terjadi.
-
Ikatan H (Gambar 1.10)
:
Gambar 1.10. Asosiasi dengan hidroksida Fe/Al (dalam Sparks, 1995).
Ikatan _ H adalah hubungan antara grup molekul organik
polar dengan molekul air atau oksigen terjerap pada permukaan
silikat melalui ikatan dengan ion H tunggal (Gambar 1.10).
+
-
Jerapan asiosiasi dengan hidroksida - jerapan pada permukaan
antar lempeng mineral liat (Gambar 1.11):
23
Gambar 1.11. Jerapan pada permukaan antar lempeng mineral liat
(dalam Sparks, 1995)
Koordinasi atau pertukaran ligan (Gambar 1.11) terjadi bila
grup anionik masuk ke koordinasi Al atau Fe dan bergabung dengan
OH permukaan lempeng. Jerapan asam fulvat dan permukaan oksida
bergabung menggantikan grup OH dengan ion COO . Anion organik
-
tidak mudah digantikan dengan garam sederhana, meski peka
terhadap pH. Ikatan yang sangat kuat terjadi bila ada lebih dari satu
grup molekul asam humat.
24
top related