perubahan sifat-sifat bahan sulfidik akibat pengeringan ... · proses oksidasi lapisan sul fidik...
TRANSCRIPT
I1 TFNJAUAN PUSTAKA
Gahan sutfidik menurdt Soil Survey Staff (1990) didefinisikan sekgai bahan
tanah minerd atau organik yang tergenang yang mengandung belerang > 0.75 O/o
berdasar b o b t kering dan sebagian besar dalam bentuk sui fida. Belemg yang ber-
ada dalam bentuk unsur sulfur (S) tidak lebih dari t ip kali kandungan karbonat
daIam bahan tanah tersebut. Definisi bahan sulfidik yang lain dikemukakan oleh
Widjaja Adhi et af. (19921, yaitu bahan tanah yang mengandung pirit (FeS2) lebih
besar dari 2 %.
Definisi bahan sulfidik yang di kemukakan oIeh Soil Survey Staff (1990) telah
mengalami perbaikan. Beberapa ahli, d i a n m y a Fanning dan Witty (1 993) mengu-
sulkan perbaikan definisi tersebut. Usulan perbaikan definisi yang diajukan yaitu
tidak perIu mencantwnkan kandungan belermg secara kuantitatif melainkan cukup
berdasarkan perubahan pH bahan tersebut pada saat sebelum dan setelah diinkubasi.
Bahan sulfidik menurut Soil Survey Staff (1999) yang telah metlgakomki usulan
tersebut didefinisikan sebagai bahan tanah mineral atau organi k yang mengandung
senyawa belerang mudah teroksidasi, merniliki pH > 3.5 dan jika diinkubasi dengan
ketebalan 1 cm dalam keadaan kapasitas lapang, aerob, d m suhu nrangan selama 8
rninggu, akan mengalami penurnan pH 2 0.5 satuan d m pnurunan tersebut
mencapai nilai pH 5 4.0.
Keberadaan b a h sulfidik di dalam solurn tanah rnerupdm salab satu pen-
ciri tanah sulfat masam. Widjaja Adhi et al. (1 992) mendefinisikan tanah suIfat
masam adalah tanah yang memili ki lapisan pirit atau sulfidj k pada k e d d m kurang
dari 50 cm &n semua tanah yang memilih horison sulfurik walaupun lapisan sulfi-
dik tanah tersebut lebih dalam c h i 50 cm. Lebih lanjut dijeiaskan M w a yang di-
maksud dengan horison sulfurik adalah horison tamh yang terbentuk oleh adanya
proses oksidasi lapisan sul fidik yang pada umumnya dicirikan oleh terdapatnya jam-
sit dan pH tzmh kurang dari 3.5. Berbeda dengan Widjaja Adhi et ul. (19921, Dent
(1 9 86) mendefinisi kan tanah sulfat masam terbatas @a tanah-tanah yang memil iki
horison sulfurik saja. Pons (1973, dalam Kosten, Brinkman, dan Adriesse, 1988)
mendefinisikan tanah sdfat masam secara lebih sederhana yaitu tanah yang &lam
proses pembentukannya akan, sedang, atau te1a.h menghasilkan asam sulfat &lam
jumlah banyak yang alchirnya mempengardu sifat-sifat utama tanah. Asam sulfat
tersebut dihasilkan dari proses oksidasi bahan tanah yang belurn matang yang me-
ngandung senyawa-senyawa Merang tereduksi .
Widjaja Adhi et a/ . (1992) membedakan tanah sulfat masam menjadi dua ke-
iompok yaitu tanah suIfht masam ptensial dan tanah sulfat masam aktual. Suatu
tanah termasuk d a m kelompok tanah sulfat masam potensial ji ka Iapisan pirit pada
tanah tersebut belum teroksidasi dan kernasaman tanah belum tinggi. Jika lapisan
pirit telah teroksidasi dm tanah menjadi sangat masam, tanah tersebut termasuk
&lam kelompok tanah sulfat masam a k l . Pembedaan lebih Ianjut yang penting
dalam pengelolaan kedua kelompok tanah tersebut, menurut Dent (1986) adalah
masih ada a m tidaknya cdangan pirit di dalam tanah. Mlah tanah sulfat masam
mentah digufiakan untuk kedua kelompok tanah tersebut yang masih memiliki ca-
dangan pirit di d a d perakaran. Hal teabut dapt diikntifikasi d e n p h y a
penurunan pH paling sedikit 0.2 satuan jika diinkubasi. Kebutuhan hpur untuk
membuat pH tanah sulfat masam mentah menjadi sesuai untuk tanaman budidaya
umumnya rnerupakan kendala, karena jumlah yang diperlukan mgat banyak dan la-
pisan pirit masih akan terus rnenghasiikan kernasaman selama bertahun-tahun.
Berdasarkan penciri utarna tanah sulfat masam yaitu adanya bahan sulfidik
&n horison sul furi k, menumt taksonom i tanah (Soil S w e y Staff, 1 9!W) tanah sulfat
masam dapat terrnasuk dalarn Order Entisol, Histosol, atau Inseptisol. Pada kategori
yang lebih rendah, tanah sulfat masam meiiputi tanah-tanah yang termasuk ddam
Great Group Sulfaquent, Sulfosaprists, Sulfisaprists, Sulfohemists, Sulfihernists,
Sulfaquept, Sulfudept, d m Sub Group Sulfic.
2.2. Pem bentukan Bahan Sulfidik dan Tanah Suifat Masam
Bahan sulfidik yang keberadaannya merupakan salah satu penciri tanafi sulfat
masarn dapat terbentuk pada beberapa kondisi lingkungan seperti di Iembah peda-
laman berdrainase bumk yang mendapt aliran air mengmdung sulfat tinggi; dasar
danau, lagoon, atau laut; atau dataran pantai dan rawa pasang surut yang betair salin
atau payau. Diantara beberap kondisi lingkungan tersebut, lingkungm dataran
pantai dan rawa pasang surut merupah lingkungan yang paling sesuai untuk pem-
bentukan bahan sulfidik (Pons dan van Breemen, 1982).
8
Pembentukan pirit yang me- smyawa sul fida utama dalam hahm sul ti-
dik melibatkan proses-poses: (a). Reduksi ion sulfat menjadi sulfidz oleh bakteri pe-
reduksi sulfat. (b). Oksidasi parsial dari sulfida menjadi unsur belerang atau ion poli-
sulfida (c). Pembentukan besi rnonosulfida (FeS) dari sulfida terlarut dengan besi,
dan (d). Pembentukan pirit (FeS2) dari penggabungan FeS dengan S, a m presipitasi
Iangsung dari dengan ion polisulfida. Pembentukan pirit dari besi cksida mra
urn um dapat digambark dengan reaksi h k u t :
Faktor-faktor penting yang menentukan terjadinya akumulasi pirit adalah: (a) Terjadi
penambahan sulfat secara tern menem dalam jangka waktu lama, misalnya dari air
laut. (b) Terdapat mineral-mineral yang mengandung h i dalam sedirnen.
(c) Terdapat bahan organik yang mudah didekomposisi. (d) Terdapat bakteri pere-
duksi sulfat. (e) Lingkungan anaerob, dan (f) Aerasi terbatas untuk proses oksidasi
sul fida menjadi disul fida (Pons clan van Breemen, 1982).
Kondisi lingkungan yang sesuai untuk berlangsungnya proses rsduksi surfat
adalah kondisi tanah yang tereduksi tinggi. Kondisi demikian dijumpai pada tanah
tergenang clan kaya bahan organik. Dekomposisi k h a n organik dalam keadaan ter-
genang menciptakan kondisi tanah menjadi tereduksi tinggi. Bahan organik tersebut
juga rnerupakan sumber energi bag bakten preduksi sulfat. Ion sul fat berperan se-
bagai penerima elektron hasil respirasi bakteri pereduksi sul fat sehingp tereduksi
menj adi sul fida dengan reaksi menurut Dent ( i 986) sebagai berikut:
Sulfida yang terbentuk bereaksi cepat dengan besi ferro tau ferri oks.sida membentuk
besi sul fida. J i b pada lingkungan terbentukn ya su1 fida tersebut terdapat senyawa
atau ion yang berperan sebagai oksidator seperti O2 atau h i fem, sewan sulfida
clapat teroksidasi menjadi unsur S atau ion polisulfida. Selanjutnya unsur S atau ion
polisulfida tersebut bereaksi dengan FeS membentuk pirit (FeS2) (van Breemen,
1976; Dent, 1986).
Akumulasi pirit hanya dapat te jadi jika ion bikaihnat (HC03-) yang dihasil-
kan &lam reaksi pembentukan pirit tersebut tercuci dari Iokasi pembentukan. Di
daerah pantai yang terpengaruh air laut, pencucian ion bikarbonat tersebut berlang
sung sangat efektif karena adanya pergerakan air p a n g smut Pergerakan air pasang
surut tersebut juga mempercepat pembentukan pirit melalui penambahan oksigen dan
sulfat terlarut &lam air laut secara terus rnenerus yang merupakan persyaratan yang
sangat diperlukan dalam pembentukan piri t. Pencucian ion bi karbonat juga akan me-
nurunkan pH sehingga lingkungan menjadi agak masam dan menjadi lebih scsuai
untuk proses pembentukan pirit (Pons dan van Breemen, 1982).
Laju pembentukan pirit di lapang behm banyak diketahui. Berdasarkan pe-
nanggal an radiokarbon (rud~ocarbon dal ing) untuk mempelajari penam bahan sedi-
men di areal bervegetasi mangrove di New Zealand utara, laju akumulasi pirit k ja-
Ian lambat yaitu kurang lebih sebesar 6 kg ~/m~,'100 tahun (Goldhaber dan Kaplan,
1982 dulun Dent, 1986). Oleh karena akumulasi pirit bejalan lambat, lapisan pirit
10
yang tebal hanya &pat jika proses belangsung dalam jangka waktu lama.
Implikasi dari fenomena tersebut, kondisi vegetasi clan lingkungan ternpa$ pemben-
tukan pirit hams tetap bertahan dalam jangka waktu lama Agar dapat tejadi M
yang demikian, taju sedimentasi hams berjalan dengan lambat (Pons dan van
ree em en, 1982).
Pada akhir zaman es dibekrapa wilayah pantai terdapat penamkhan sedirnen
dengan laju kenaikan kurang lebih seimbang dengan kenaikan air laut. Hal ini
rnengakibatkan terciptanya daerah pantai yang re!atif tetap dalam jangka waktu lama
atau relatif permanen karena ti& ada pergeseran garis pantai dari daratan ke lautan
atau sebaliknya. Pa& lcdaan demikian, di dataran pantai yang memiliki kondisi
lingkungan sesuai untuk pembentukan pirit, dapat te jadi akurnulasi pirit dalam jum-
lah banyak. Pa& saat sekarang daerah aliran sungai telah banyak yang dibuka dan
di usahakan, sehingga Iaju sedimentasi berlangsung =pat dan rnengakibatkan daerah
pantai yang semula tergenang cepat berubah menjadi daratan. Fenomena demikian
mengakibtkan tidak cukup waktu untuk terjadinya akumulasi pirit dalam jumlah
banyak. Pada saat sekarang akumulasi pirit masih mungkin te jadi pada daerah-
daerah yang memiliki laju sedimentasi lambat dan memiiiki kondisi lingkungan yang
sesuai untuk pembentukan pirit (Pons dan van Breemen, 1982 dan Dent, 1986).
23. Drainase Tanah Sulfat M m m dan Obidrmsi Bahan Sulfidik
Istilah drainase tanah memiliki beberapa pngertian. Arsyad ( 1989) mendefi-
nisikan drainase tanah addah k d n dan cara keluamya air lebih (exce.ss wurer).
11
Menunit Edsminter dm Reeve (1959, &lam Soepardi, 1983) drainase tanah addah
usaha merangsang perkolasi, yaitu suatu usaha mengfrilangkan air krlebih dari profil
mah. Sedikit berbeda dengan kedua pengertian dmkse yang telah dikemukakan,
ILRI (1 972, dalam Subgyono, Suwardjo, dan Widjaja Adhi, 1983) mengartikan
drainase teurah sebagai kegiatan rnembuang air dari Urn d m p e r n u b tanah
dengan tujuan untuk rnenciptakan kondisi tanah yang lebih sesuai untuk dikelola
Drainase tanah sulfat masam yang dilakukan daJm rangka mereklamasi tanah
tersebut, mengakibatkan pematangan sifat fisik, terbentuhya struktur, dan masuknya
oksigen ke Mam tanah, sehingga mengakibatkan tlejsdinya proses oksidasi pirit
Fang dii kuti dengan pernasaman tanah (AARD dan LAWOO, 1 992). Sebelum didrai-
nase, selunrh ruang pori tanah sul fat masam yang k r m g terisi air. Kandungan ok-
sigen di daIam tanah tersebut sangat rendah, karena seluruh rumg pori terisi air dan
laju difusi oksigen di ddam air sangat lambat. Menurut Rowel (1 995) laju difusi
oksigen di dalam air kurang lebih hanya lo4 dari laju difusi oksigen di udara.
Drainase tanah tersebut mengaki batkan hi langnya air garangan dan air lebi h di dalam
solum tanah, sehingga ruang pori tanah yang semula semua terisi air, sebagian menja-
di terisi udara. Kandun- oksigen di &lam tanah yang didrainase menjadi mening
kat karena sebag~ an mang pori telah terisi udara yang rnemiliki kandungan dan laju
difusi oksigen iebih tinggi daripada air. Aribawa er al. (1 993) ymg melakukan
pengukuran kandungan oksigen di dalam udara tanah sulfat masam dengan berbagai
kondisi drainase di berkmgai lokasi (Unit Tatas, Bammbai, dan Tabunganen), f ulau
Petak, Kaf imantan Selatan, memperoleh hasii bahwa @a tanah tergenang dan pada
12
bagian solurn tanolh yang b e d di b a d perm* air bawah tanah (grotasd water
level), oksigen tidak terukur karena tidak a& udara tanah yang clapat diambiL Pada
tanah sulfat masam yang didrainase, rata-rata kandungan oksigen di dalam udara
tanah sulfat masam dari berbagai lokasi tersebut pa& kedalaman 5, 25, dm 45 cm
masing-masing berkisar antara 1 7 - 20 %, 1 5 - 17 %, dm 1 3 - 1 4 %.
Aribawa er a/. (1993) &lam penelitiannya juga melakukan pengukuran ter-
ha&p potensial redoks (Eh) tanah dan memperoleh nil& yang berbgda-beda antar lo-
kasi, kedalaman tanah, dan musim. Perbedaan nilai potensiaf redoks tersebut tem-
tama disebabkan oleh adanya perbedaan kondisi drainase tanah. Nilai potensiai
redoks pada tanah guludan yang berdrainase baik lebih tinggi daripada tanah sawah,
dan pada lapisan atas lebih tinggi daripada lapisan bawah. Pada m u s h hujan, lapis-
an atas tanah sawah di Unit Tatas, Barambai, dan Tabunganen, tereduksi kuat dengan
nilai Eh < 0 mV, sedangkan pltda musirn k e r n menjadi teroksidasi kuat b e n p
nilai Eh > 400 mV. Dalam penelitian tersebut juga diketahui bahwa pada tanah
sawah di Unit Tatas yang ti&k didrainase, Eh > 200 mV hanya sampai kedalaman
65 cm, sedangkan pa& tanah yang didrainase, kondisi oksidatif (Eh > 400 mV)
te jadi hingga kedalman 1 05 cm. Mengingat lapisan pirit di Unit Tatas terdapat
pa& kedalaman 95 em, maka dalam keadaan curah hujan normal, pada tanah yang
tidak di drainase tidak terjadi oksidasi pirit, ssdangkan pada tanah yang di drainase,
oksidasi piri t tersebut dapat tejadi .
Dent ( I 986) menjelakan bahwa proses oksidasi pirit pa& anah sul fat masam
te jadi dalam kberapa tahap dan melibatkan p r o s kimia serta rnikrobiologi.
I3
Mula-mula oksigen terlarut dalam air tanah bemksi Iambat dengau pirit, menghasil-
kan besi fero ( ~ e ~ 3 dm sulfat atau unsur belerang. Reaksi tersebut adalah sebagai
beri k ut:
Oksidasi Iebih lanjut terhadap unsur belerang oleh oksigen secara kimia te jadi
sangat lambat. Tetapi dengan bantuan baheri autotrop yang berperan sebagai kata-
lisator, proses oksidasi bqalan dengan cepat menurut reaksi sebagai berikut:
S + 312 0: - H 2 0 - ~ 0 4 ' - + 2 H' ( 5 )
Kernasaman yang ditimbulkan ditambah &ngm kernasaman yang te jadi oleh adanya
oksidasi besi monosulfat amorf mengakibatkan tanah menj adi masam. J I ka pH < 4,
~ e " larut dan mengoksidasi pirit &ngan kecepatan tinggi. Persamaan reaksi oksidasi
pint oleh ~ e ~ ' sebagai berikut:
Dalarn kondisi oksidatif, ~e'* yang dihasilkan dapat teroksidasi menjadi ~ e ~ ' .
Namun pa& pH kurang dari 3.5, proses oksidasi tersebut secara kirnia berlangsung
lambat. Bakteri Thiohuciilus fermxidan yang hidup pada pH rendah dan banyak ter-
dapat pads tanah sulfat masam, pa& kondisi pH rendah tersebut, mengoksidasi el'
rnenjadi ~ e ~ ' dengan cepat dan selanjutnya ~ e ' + yang dihasilkan tedibat kembali
dalam proses oksidasi pirit R&i oksidasi ~e '+ meojd diek d c n p banhm
Thiobacillw ferrooxidan addah sebagai krikut.
Sebagian besar kemasaman (v) yang dihasilkan &lam proses oksidasi pirit oleh
~ e ~ + , digunakan dalam proses oksidasi ~ e ~ + menjadi ~ e ~ + dengan bantuan
T~ziohucillus ferrooxidun seperti telah dilukiskan dalam persamaan (7) di atas.
Reaksi oksidasi pirit yang te jadi dalam bebetapa tabp den- hasil akhir feri
hidroksida smra ringkas &pat dinyatakan dalam persamaan mksi seperti yang
tercantum dalarn persamaan ( 1 ).
Menurut Kosten et al. (1988), kernasman maksimal terbentuk jika proses
oksidasi pirit menghasilkan feri hidroksida (FB(OHh). Seperti tealib dalam persa-
maan ( 1 ), oksidasi 1 mol pirit menghasilkan 4 mol %I+. Jika &lam oksidasi pirit
terbentuk jarosit, kemasaman yang dihasilhn hanya 3 mol fI+ setiap 1 mol pirit ter-
oksidasi. Reaksi oksidasi pint yang menghasilkan jarosit adalah sehgai krikut:
Oksidasi pirit menghasilkan kemasaman lebih rendah Iagi jika &lam proses oksidasi
pirit tersebut dihasi lkan ~ e ~ + . Reaksi oksidasi pint yang mengbasilkan ~ e ~ ' tersebut
adalah sebagai berikut:
15
Oksidasi pirit pada tanah sulfa^ masam akibat drainase klah banyak d i p
lajari. Drainase tanah meningkatkan potensial redoks. Drainase selama 100 hari
pada kolom W, ysng krasal d m Nieuwkoop, Netherland, meningkatkan pottnsid
redoks (Eh) dari kondisi reduktif bernilai antara (-250 - 0 mV) menjadi kondisi oksi-
datif (500 - 700 mV). Pada kolom mnah dari Pulau P e w segera setelah drainase
dimulai, Eh meningkat dari -50 mV menjadi (500 - 800 mV). Kondisi ohidatif
tersebut mengakibatkan pirit terohidasi. Drainase selama 450 hari mengakibatkan
pirit dalarn tanah dari Nieuwkoop, Netherland teroksidasi kurang lebih sebanyak 1 %
bobot (Ritsema er al., 1992).
Pengaruh oksidasi pirit akibat drainase terhadap pH tanah bervariasi, tergan-
tung sifat tanah yang bewingban. Kandungan pirit, tingkat oksidasi atau potensial
redoks, dan konsentrasi bahan-bahan yang dapat menetralisir asam sulfat sangat
menentukan kern- tanah sulfat masam ymg didrainme. Semakin tinggi kan-
dungan pirit di &lam tam& sulfat masam, jika teroksidasi akan menghasilkan asam
sulfat semakin banyak, sehingga kernasaman yang ditimbulkan sernakin tinggi. Hasil
penelitian van Breemen (1976) dengan menggunakan tsnah sulfat masam dari datar-
an Bangkok seri Bang Pakong, pads kedalaman O - 5 dan 20 - 25 cm yang masing-
masing memiliki kandungan pirit 0.01 dan 1. I 1 % S sebelurn diaerasi memiiiki pH
5.5 dan 3.4 clan setelah diaerasi menjadi 4.8 dan 2.4.
Pengaruh tingkat oksidasi atau potensial redoks terhadap pH tanah sul fat
masam diteIiti oleh Satawathamnont et aI.(I99 1). Lima m w tanah sulfat masam
yang diarnbil dari Thailand yaitu Rangsit sangat masam (Rsa), Rangsit (Rs),
16
Mahaphot (Ma), Bang Pakong (Bg) dm Ehngkok@k), dikri jemmi padi 0.5 % clan
diinkubasi &iam keadaan arraerob selama 2 buian. Pada akhir inkubasi masing-
masing memiliki nilai Eh -270 mV untuk Bk, -250 mV un@& Ma dm Rs, dan
-1 50 mV untuk Rsa d m Bg. Pada nilai Eh tersebut pH tanah Bk, Ma, Rs, Bg, dm
Rsa masing-masing adalah 7.4, 7.0, 6.7, 6.1, dm 6.0. Setelah potensial redoks
dinaikkan secara bertahap dengan interval peningkatan 200 mV dengan nilai tertinggi
pa& akhir percobaan sebesar 800 mV, pH semua tanah sulfat masam tersebut
rnenurup dengan tajam.
Komponen penting yang &pat menahan penurunan pH pglda tanah sulfat
masarn yang teroksidasi adalah karbonat, Won dapat ditukar, liat, dan aluminium
hidroksida (Satawathanont ec a!., 1991). Jika pada tanah sulfat masam yang terok-
sidasi terdapat karhnat dalm jumlah banyak dm mampu menetraIisir kemasaman
yang timbul, pH tanah tidak akan menurun tajam. Hasil penelitim Ritsema et al.
(1992) menunjukkan M ~ w a reaksi (pH) tanah sulfat masam dari Nieuwkoop,
Netherland tidak banyak mengalami perubat.lan, atau relatif konstan oleh adanya dra-
inase selarna 100 hari. Be* dengan tanah tersebut, tanah sul fat masam yang ber-
asal dari Pulau Petak, pH menurun dengan cepat segera setelah penerapan perlakuan
drainase. Pe- perubahan pH tecsebut diakibatkan oleh adanya perbedaan kan-
dungan karbonat. Tanah sulfat masam yang berasal dari Nieuwkoop, Netherland
mengandung karbonat dalam jumlah ban yak, sehingga mampu menahan terjadinya
pe-nurunan pH, sedadan tanah sulfat masam yang berasal &ri Pulau Petak
mengandung kahnat &lam j umlah sedi kit.
17
J i b Mmmt hanya terdapt ddam jumlah sedikit pda banah sdfat masm
yang teroksidasi, karbonai tersebut akan cepat habis terlarut oleh asam sulfa dm ke-
Iebihan asam sulfat b e r d i dengan mineral liat dan silikat yang lain. Bermacarn-
macarn mineral liat cendemg membafer pH pa& nilai 3 sarnpai 4. J i b Iaju prod&
si asam sulfat melebihi laju reaksi pembaferan, mekanisme pemhkran t e m h tidak
berlangsung dengan baik sehingga pH menurun hingga < 2 (van Breemen, 1976).
Le Ngcw: Sen (1988) mempelajan penganrh evaporasi terhadap proses pema-
saman tanah sulfat masam dengan kedaiaman air bawah tanah berbeda. Perubahan
pH tanah sulfat masam dari Mijdrecht Polder, Netherland, dengan air b a d tanah
dangkal (40 cm) dm dalam (65 cm) mulai te jadi setelah evapocasi kumulatif 100
mm. Penurunan pH tanah pada air bawah tanah dangkd terjadi secara perlahak
Iahan, sedangkan pada air bawah tanah &lam tejadi secara cepat. Kedalaman lapis-
an tanah yang memiliki pH terendah berbeda dengin adanya - kedalaman
air bawah tanah. Nilai pH tanah terendah pada tanah dengan air hwah tanah dalam
te jadi pada kedalaman 35 - 40 cm, sedangkan pada tanah denw air hawah tanah
dangkal tejadi pada kedalaman 30 - 35 cm. Adanya lapism tipis khan organik
(garnbut) pad permukaan ta& menurunkan total kernasaman dm mengurangi ke-
dalaman lapisan yang memiliki kernasamam tertinggi hingga I0 cm.
Penurunan pH tanah sulfat masam yang didminase semakin besar dengan se-
makin lamanya waktu oksidasi dan semakin dalamnya air bawah tanah dan permu-
kaan lapisan pirit. Reaksi (pH) taraah sulfat masam Karang Agung Ulu kedalmrmn
0 - 10 cm terus menurun dengan semakin lamanya waktu drainase dari saat awal
18
hingga 8 minggu. Drairrase selama 8 minggu M u t rnengdubath pH tanah yang
semula 5.20 turun menjadi 4.32 clan 4.26 pada perlakuan ksdalaman air b a d tanah
20 dan 40 crn di bawah Iapisan pirit (Yuliana, 1998).
Oksidasi pirit mengaki batkan perubahan kandungan ion-ion di dalam larutan
tanah clan di kompleks jerapan. Hasil penelitian Ritsema er al. ( 1 992) rnenunjukkan
bahwa pa& tanah dari Nieuwkoop selama proses oksidasi, so4'- &lam lamtan tanah
meningkat =pat, sedangkan kandungan total ~ e ~ + ditambah ~ e j * secara umum
menurun. Penuruncn kandungan besi tersebut karena terjadin~a presipitasi besi
dalam bentuk besi feri yang sukar larut karem pH masih relatif t i n g i (>5) dan seba-
gian lagi terpresipitasi dalam kntuk jarosit. Berbeda dengan kedalaman yang lain,
pada kedalarnan 25 cm, setelah p e n g a i n p 250 hari, nilai pH menjadi < 4.5, dan
total ~ e ' + ditambah ~ e " meningkat dengan =pat. Setelah periode oksidasi, ~ 1 ~ '
mengganti kan K', ~ a + , clan ca2' daiam kompleks jerapan. Has11 penelitian Y uliana
(1 998) rnenunjukkan bahwa drainase tanah sulfat masam setama 8 minggu dengan
kedalaman air bawah tanah seda1am 20 crn dari perm- lapisan pirit yang menga-
kibatkan pH menjadi 4.32, meningkatkan Al-dd dari 7.61 menjadi 18.21 me/100 g
tanah, menurunkan besi fero dari 49.34 menjadi 26.06 ppm, dan meningkatkan besi
feri dari 420.77 menjadi 444.05 ppm. Drainase hingga kedalaman air b a w d tanah
40 cm dari permukaan lapisan pirit menurunkan pH menjadi 4.26, meningkatkan
Al-dd dari 7.61 menjadi 20.42 md100 g tanah, m e n d a n besi fero dari 49.34 men-
jadi 2 1.59 ppm, dan meningkatkan besi feri dari 420.77 menjadi 448.52 ppm.
2.4. Penggenamgan dan Pencucian Tanab Sulfat h m
Penggenangan tanah sulfrtt masam yang telah mengalami oksidasi meningkat-
kan pH tanah tersebut karena h y a penggunaan H+ daIay reaksi reduksi. Sebagai
contoh reaksi reduksi yang menggunakan H+ adalah reduksi Fe(Orn3 dengan persa-
maan reaksi sebagai krikut:
Reaksi reduksi tersebut berlangsung denpn bantuan bakteri anaerob. Oleh sebab itu,
dibandingkan dengan tanah biasa, kecepatan reduksi tanah sulfat masam yang dige-
nangi lebih lambat karena kernasaman yang tinggi, rendahnya ketersediaan hara dan
bahan organik yang rnudah terdekomposisi, atau kombinasi dari kondisi-kondisi ter-
sebut mengakibatkan bak-teri anaerob kurang mampu berkembmg. R&i reduksi
tersebut mengakibatkan peningkattan pH dan menurunkan tingkat aktivitas ~ l " .
Penurunan aktivitas ~ 1 ~ ' akan menurunkan tingkal toksisitas ion wut, tetapi di
lain pihak kondisi reduktif tersebut dapat mengakibatkan timbulnya unsur atau senya-
wa lain rang juga bersifat toksik (mcun) bagi tanaman, y'tu F='+, HIS, dan COl yang
terlarut &lam jumlah tinggi (Dent, 1986). Timbulnya HIS tersebut menmt Dent
( 1 986) dan Katen ( 1 990) karena proses reduksi SO? dengan reaksi sebagai berikut :
Bebecapa peneiitian penggenangan kemba1i pa& tanah sulfat masam yang
telah teroksidasi menunjukkan terjadinya penurunan potensial redoks dan disertai
20
dengan perubahan sifbt-sifat kimia tanah yang lain. Quang dan Dufey (1995) yang
melakukan penelitian penggenangan selama 56 hari pada tanah su!fat masam dari
Delta Mekong, Cu Chi, Vietnam yang telah dikeringkan, memperoleh hail pengama-
tan nilai Eh menurun dm pH rneningkat dengan bertambah lamanya waktu pengge-
nangan. Hasil penelitian tersebut juga menunjukkan bahwa penurunan Eh lebih cejmt
dan nilai Eh akhir lebih rendah pada penggenangan dengan suhu lebih tingg (30 'c)
dibandingkan dengan suhu lebih rendah (20 '~i. Nilai Eh )any terukur pada akhir
percobaan dalam peneli tian tersebut masingmas~ng sebesar 105 mV pada pengge-
nangan dengan suhu 20 k clan - 35 mV pada penggenangan dengan suhu 30 "c.
Peningkatan pH akibat penggenangan yang teramati dalam penelitian tersebut dari
nilai pH semula sebesar 4.0 menjadi 5.0 pada penzgenangan dengan suhu 20 'C &n
menjadi 6.5 pada penggenangan denpan suhu 30 ' -C. Dalam penelitian tersebut juga
teramati adanya peningkatan kandungan fosfor (Pj yang terekstrak dengan amonium
oksaiat dengan bertambah lamanya wahu penggenangan.
Perlakuan penggenangan 3 bulan setelah tanah sulfat masam di drainase 8
minggu dengan kedalaman air bawvah tanah 40 cm di bawah lapisan pirit dalam pene-
litian Yuliana (1998) meningkatkan pH tanah dari -126 menjadi 4,32 dan kandungan
~ e " dari 2 1.59 menjadi 91 -35 ppm. Penggenangan tersebut menurunkan Al-dd dari
20.42 menjadi 3.% me/100g dan so4'- dari 248.64 menjadi 1 10.52 ppm. Hasil
penelitian Ritsema st a/. (1992) dengan penggenangan kembali selarna 300 hari pada
tanah sulfat maszrm dari Pulau Petak setelah di drainase selama 450 hari rnengaki-
batkan kandungan ~ e " pada tanah tersebut rneningkat denpan cepat . lmbi h lanj ut
2 1
dinyatakan bahwa peningkam tersebut kemun&nan disebabkan oleh adanya proses
reduksi el' yang berbentuk amorf menjadi ~ e " .
Penelitian pencucian tanah sulfat masam di labratorium dengan mengguna-
kan air destilata dan air payau dengan berbagai tingkat pehndingan tanah dan air
cucian telah dilak~kan oleh Rachirn et al, (2000). Dalam penelitian tersebut diper-
oleh hasil bahwa pencucian tanah sulfat masam dari Delta Telang menggunakan air
destiiata dengan perbandingan tanah dan air cucian 1 : 1 mengakibatkan tercucinya
Fe, Al, dan SO4 masing-masing sebanyak 46,54, dan 291 ppm, sedangkan pada per-
bandingan 1 : 10, mengakibatkan tercucinya unsur atau senyawa tersebut masing-
masing sebanyak 406,290, dan 3024 ppm. Pencucian menggunakan air payau (DHL
1 5 mmhoslcm) dengan perbandingan tanah &n air cucian 1 : 1 mengakihatkan tercu-
cinya Fe, Al, dan SO4 masing-masing sebanyak 49,90, dan 326 ppm, sedangkan pada
perbandingan I : 1 0 mengakibath tercucinya unsur atau senyawa tersebut masi ng-
masing sebanyak 291,320, dan 3696 ppm.
Murtilaksono et al. (200 1 ) juga melakukan pelit ian pencucian pada tanah
sulfat masam dari Delta Telang dengan mengenakan contoh tanah utuh dalam
tabung paralon berdiameter 20 cm sepanjang 95 cm. Dalam penelitian tersebut pen-
cucian dilakukan dengan cara membuang air genangan melalui lubang pada keda-
laman 15 crn dari permukaan tanah kemudian mengisinya kembali h ingg ketinggian
air sepni semuia. Intensitas pencucian yang diterapkan masing-masing adaiah 1 , 5,
10, dan 15 hari sekali dan diterapkan selama I bulan. Hasil penelitian yang diper-
oleh menunj ukkan bahiva semakin intensif pencucian diterapkan mengakibatkan pH
tanah semakin meningkat, Alad dm Fe-bebas semakin menunin, sahgkan
Mn-bebas tidak terpengaruh nyata. Dalam penel itian tersebut, tanah kedalaman
0 - 15 cm yang dicuci setiap 1,5, 10, dm 15 hari selama I bulan, masing-masing me-
miliki nilai rata-rata pH sebesar 4.07, 3.95, 3.90, dan 3.91, Atdd sebesar 48.22,
54.15, 55.32, 60.29 ppm, Fe-bebas sebesar 17.55. 15.80, 12.87, .lan 18.4 ppm, dan
Mn-bebas sebesar 0.06,0.07,0.06 dan 0.07 ppm.
Penelhian pencucian pada tanah sulfat masam di lapang juga telah banyak
di lakukan. Pencucizn dengan memanfaarkan air pasang surut dan curah hujan yang
turun secara alami telah dilakukan oleh Rachim <I 01. (2000) di Detta Telang,
Sumatera Selaran clan PuIau Petak. Kalimanran Selalan. Pencucian dilakukan
dengan rnernbuat saluran drainase benrkuran lebar 10 cm dalarn 60 cm di sekeiiling
petakan berukuran 3 x 5 m di Delta Tzlang dan J 4 x 6.6 m di Pu!au Petak. Saluran
drainase tersebut selanjutnya dihubungkan dengan saluran sekunder sehingga air
hujan yang jatuh dan pasang sumt !.an: terjad~ dapat rnencuci dengan intensif.
Pencucian tersebut ditaksanakan selama 3 tahun dan diamat] pada tahun kedua dan
ketiga. Hasil prnelitian tersebut ~nsnuniukkan hahit-a pzncucian dengan cara demi-
kian justru menurunkan pH, sena meningkatkan A I-dd, S04,dan Fe-kbas tanah
kedalaman 0 - 40 cm pa& tahun kaiga dibandinglian dengan tahun kedua. tebih
lanjut Rachim el ul. (2000) menjelaskan bahlia fsnomena tersebut terjadi karena
masi h terus berlanjutnya proses oksidasi pinr
Berbeda dengan hasil penelitian Rachim 21 111. (2000), pencucian tanah sulfat
masam yang disawahkan dengan saluran btrukuran lebar 30 cm, &lam 30 cm, &an L.
23
jarak antar duran 6 m, meningkatkan pH tanah sebesar 0.55 p d a rnusim tanam
tahun pertarna dm 0.99 pada musim tanam tahun kedua (Subiksa, Didi Ardi, dan
Widj aja Adhi, 199 1). Penelitian tersebur j uga membuktikan bahwa pencucian
dengan air pasang sumt lebih efektif daripada dengan air hujan. Hal tersebut diduga
disebabkan karena jumlah air hujan yang relatif terbatas. Dalam penelitian yang
serupa, Didi Ardi er ul. (1995) juga memperoleh h a i l bahwa pencucian dengan air
pasang surut mengakibatkan pH Iebih tinggi daripda menggunakan air hujan.
Penelitian yang dilakukan oleh Didi Ardi el ul. ( 1992) di Karang Agung Ulu,
Sumatera Selatan pada lahan sulfat masam potensial memperoleh hi1 yang seru-
pa yaitu pencucian dan penggenangan Iebih baik menggunakan air pasang surut yang
ada daripada dengan menggunakan air hujan. Pengsenangan dengan air pasang clan
didrainase setiap minggu mengakibatkan pH tanah lebi h tinggi daripada yang diairi
dengan air pasang swvt secara aIarni.
sulfidik di lokasi pengambilan Kekdaan b h n sulfidik diketahui dari nilai pH
sebelum dan setelah diberi hidrogen proksida (H20z). Nilai pH yang digmakm se-
bagai dasar pemilihan bahan sulfidik adalah lebih besar dari 3.5 pada saat sebelum
diberi H20z dan lebih kecil dari 2.5 setelah diberi H2G2. L o h i pengambilan bahan
sulfidik yang dipilih d a h Iokasi yang memi!iki ketebalan bahan sulfidik cukup dan
seragam. Setelah Iokasi pengambilan berhasil ditentukan sesuai dengan yang diingin-
kan, selanjutnya dilakukan pengambilan bahan sulfidik.
Bahan sulfidik diambil dalam keadaan uruh bersamaan dengan bahan tanah
pada kedalaman O - 90 cm dengan menggunakan pipa paraion berdiameter 20 cm
sebanyak 93 tabung. Pengambilan bahan suifidik dilakukan dengn rnemasukkan
tabung paraion secara tegak l u m ke dalam tanah prig rnerniliki bahan sulfidik yang
diinginkan. Agar tidak tejadi kerusskan sifar fisik bahan sulfidik yang diarnbil,
tabung dimasukkan ke dalam tanah &ngan perlahan-lahan setelah tanah di sekeliling
tabung paralon digali terlebih dahulu. Setelah seluruh tabung paralon rnasuk ke
dalam tanah, tabung -vmg telah berisi bahan sulfidik tersebut diambij dari dalam
tanah dengan hall-hati. Agar pirit di dalam bahan sulfidik yang diambil tidak teroksi-
dasi, alas tabung paralon yang telah berisi bahan sulfidik segera ditutup dengan tutup
paralon, kernudian bagan atasnya digenangi denyan air clan diturup dengan plastik
po[~bug yang direkatkan rapat-rapat. Bahan sulfidi k yang telah diambil dalam
tabung-labung paralon tersebut selanjutnya dian~kut ke rumah kaca Jurusan Tanah,
Fakultas Pertanian, Insti tut Pertanian Bogor.
Bahan sulfidik yang digunakan &ism peqelitian adalah 50 cm terbawah dari
yang diambil, atau setara dengan kedalamm 40 - 90 cm di lapang. Persiapan bahan
suifidi k di rurnah kaca diawali dengan rnernotmg tabung paralon beserta khan sul fi-
dik di dalamnya sepanjang 65 cm dari k w h . Selanjutnya dari bahan sulfidik sepan-
jang 65 crn tersebut, 15 cm teratas dibuang, sehingga tersisa bahan sulfidik sepan-
jang 50 cm terbawah di dalarn paralon sepan-iang 65 cm, Limabelas sentimeter
( 1 5 cm) bagian teratas paralon tersebut kosong pang digunakan untuk tempat penam-
bahan air pada saat penerapan perlakuan pencucian Ilustrasi persiapan bahan sulfi-
di k di rumah kaca d~sajikan pada Gambar 1.
Perlakuan yang diterapkan dalm penelltian di m h kaca adalah perlakuan
pengeringan (K) dan pencucian (C ). Perlakuan pengeringan yang diterapkan terdr ri
dafi 5 braf yaitu:
1 . & = Tan pa pengeringan jpengeringan 0 bulan).
2. K1 = Pengeringan selama 1 bulan.
3. Kt = Pengeringan selama 2 bulan.
4. K: = Pengeringan selama 3 bulan.
5 . K4 = Pengeringan selama 4 bulan.
Setelah penerapan periakuan pengeringan bwakhir, selanj umya diterapkan perlakuan
pencucian yang terdiri dari 5 taraf yaitu:
1. C,, = Tanp pencucian (dicuci 0 bdan).
2. C1 = Pencucian setiap hari selan:, 1 bulan.
3. Cz = Pencucian setiap hari se1ama 2 but an.
4. C3 = Penc~~cian setiap hari szlama 3 bulan.
5. C4 = pencucian setiap hari selama 4 bulan.
90 cm
1 Tabuqlrahan
I sulfidik yang -* masih utuh
Poronsan bahan sutfidili yang tidal; * dipnakan -
Tabung bahan sulfidik ; s i a ~ digunakan untuk pmeilr~an
Gambar 1 . Persiapan Bahan Sulfidik untuk Penelitian.
Setiap kombinasi perlnkuan pengenngan clan pencucian tersebut diulang sebanyak 3
(tiga) kaii, sehingga jumtah tabung bahan sulfidik yang digunakan untuk penerapan
perlakuan terssbut adalah 5 x 5 x 3 = 75 tabung Agar pengamatan terhadap bahan
sul fidik setelah perlakuan pengeringan tidal; mengganP terhadap bahan sul fidik
yang akan diberi pcrlakuan pencucian maka pengamatan setelah pengeringan
menggunakan tabung terpisah yaitu sehyak 5 x 3 = 15 tabung. Disamping tabung-
tabung bahan sulfidik yang diberi perlakuan, diperlukan j u g 3 tabung bahan sulfidik
untuk pengarnatan sifat-sifat bahm sulfidik sebelum digunakan d a m penelitian
(untuk anal i sis pendahul uan). Dengan dimihan j umlah seluruh tabung bahan
sulfidik vang digunakan adalah 75 + 15 + 3 = 93 d u n g .
Perlakuan pengeringan diterapkan den-pn mendrainase bahan sulfidik dan
mern bi arkan evapomsi berlangsung. Drainase dilakukan dengan cara rnembuang air
bebas dalam bahan sulfidik rnelaiui lubang yang dibuat pada bagian dasar tabung.
Setelah air drainase berhenti menetes, lubang pada bagian dasar tabung tersebut
ditutup dart dilanjutkan dengan membiarkan etaporasi berlangsung dari permukaan
bahan sdfidik selama jangka waktu tertentu sesuai dengan taraf perlakuan penge-
ringan. Setelah penerapan perlakuan pengeringan berakhir, bahan sulfidik digenangi
dengan air hujan sampai setinggi 10 cm dari permukaan balm sulftdik dan selanjut-
nya di terapkan perlakuan pencucian.
Pencucian dilakdim dengan cara mengeluarkan air bebas melalui lubang
yang telah dibuat pada bagian dasar tabung sebanyak volume pori drainase bahan
sulfidik tersebut yaitu 2.18 liter/hari. Setelah air cucian yang dikeharkan mencapai
volume tersebut, lubang pada bagan dasar tabung ditutup, kemudian ditambahkan
air hujan pada permukaan bahan suifidik sebanyak air yang dikeluarkarr, sehingga
tinggi genangan kernbali seperti semula, yaitu 10 cm dari permukaan bahan sulfidik.
Penera pan pencucian tersebut di lakukan mulai dari akhir periode pengeringan sam-
pai jangka waktu tertentu sesuai dengan taraf perlakuan pencucian.
29
Pada saat penelitian di rumah k a q dilakukan peogambilan contoh bahan
sul fidik dan air cucian unhk dianalisis di iaboratorium. Contoh Wan sulfidik yang
diambil adaiah mntoh sebeium diberi perlakuan, setehh pengeringan, dm setelah
pencucian. Contoh bahan sulfidik sebelum diberi p e r l a h , diambil dari 3 tabung
pewakil yang dipilih secara a&. Contoh bahan sulfidik setelah pengerinen,
diam bi 1 dari tabung-tabung yang telah diberi perlakuan pengeringan tertentu, szsuai
dengan taraf pengeringan. Contoh bahan sul fidik setelah pencucian, diambil dari
tabung-tabung yang telah diberi koinbinasi perlakuan pengeringan dan pencucian
dengan berbagai tamf yang diuji. Contoh bahan sulfidik untuk analisis pendahuluan
diambil pada kedalaman 0 - 10, 10 - 20,20 - 30.30 - 40, dan 40 - 50 cm; sedangkan
untuk anal isis bahan sul fidi k setelah perlakuan pengeringn dan pencucian
diambil pada kedalaman O - 10, 10 - 20,20 - 30, dan 30 - 40 cm. Contoh air cucian
diambil pada a d dan akhir pencucian sebanyak 100 ml per contoh. Agar tidak
terjadi pengendapan unsur-unsur yang akan dianalisis, contoh air diberi HCI 6 N
sebanyak 1 0 tetes per contoh.
Contoh b h sulfidi k yang diambil &lam penelitian di nunah kaca selanj ut-
nya dikeringkan dengan freeze dryer. Setelah kering, contoh bahan sulfidi k ditum-
buk dan diayak b g a n ayakan 2 mm. Agar tidak terjadi reaksi lebih lanjut yang
tidak di inginkan, selama rnenunggu proses pengeringan dan analisi s, contoh k h a n
sul fidi k disimpan ddam lemari pendingin (fiieezer).
30
Sifat-sifat bahan sulfidik yang diamati meliprai sifat fisika dan kimia, sedang-
kan sifat air cucian yang diamati hanya siht kimia saja. Dalarn analisis pendahuluan
(sebelum digunakan untuk penelltian) sifat-sifat fisika baban sulfidk yang diambti
meliputi bobot isi, distribusi ukuran p r i , &n tekstur; sedangkan sifat kimia yang
diamati meliputi pH, Eh, C-organik, P-tersedia, Kdd , Na-dd, Cadd, Mgdd, AI-dd,
Fe-bebas, Mn-bebas, SO^^‘, FeS2, KTK, dan KB. Setelah pengeringan dan pencuci-
an, sifat kimia M a n sulfidik yang diamati adalah pH, Eh, P-tersedia, Kdd, Na-dd,
Ca-dd, Mg-dd, Aldd, Fe-bebas, Mn-bebas, SO^'., KTK, dan KB. Sifat-sifat air
cucian yang diamati meliputi pH, scrta total kadar K+, ~ a + , ca2+, M$, A]",
Fe-total, Mn-total, dan 50:' dalam air. Setelah perlakuan pengeringan, selain sifat-
sifat bahan sul fidik yang telah dikemukakan, diamati juga kadar air dan kadar pirit
(FeS2} dalam bahan sulfidik. Metode anaiisis sifat-sifat bahan suIfidik dan air
cucian, serta alat ukw yang digunakan disaji kan pada Tabel 1 .
3.2.4. Anaiisis Data
Analisis data yang dilakukan dapat dibagi menjadi 2 kelompok yaitu: ( I )
Analisis pengaruh perlakuan dan (2) Penyusunan model. Pelaksanaan masing-
masing kelompok analisis tersebut adalah sebagai krikut.
3.2.4.1. Analisis Pengaruh Perlakuan
U ntuk mengetahui pengaruh perlakuan pengeringan dan pencucian pada ber-
bagai kedalaman terhadap si fat-si fat Man sul fidi k dilakukan analisis mgm dengan
rancangan fak torial &lam acak lengkap dengan 3 faktor yaitu pengeringan terdiri
- No.
, --
Tabel 1, Metode Analisis SI fat-sifat Bahan Sul fidik dan Air yang Digumkm.
SulfidiWAir ---- Baban Sulf dik:
Cadd
Mgdd
Aldd
Fe-bebas
Mn-bebas
so:- FeSz
KTK
KB
Kadar air
Sobot isi
Porositas total
Distribusi ukum pori Tekstur
Air:
pH K '
Na'
ca2-
Pengukuran lagsung
Ekstraksi air 1 : 2.
cms Ebraksi Bray-l
Ekstraksi hXOAc pH 7.0
Ekstraksi hWOAc pH 7.0
Ekstraksi 1WOAc pH 7.0
Ekstraksi hWOAc pH 7.0
Ekstraksi KC1 1 N
Ekstraksi HCI 0.1 N
Ekstraksi HC10.1 N
Ekstraksi KHIP04 clan Tutbidimetri
Total S
Penjenuhan SKOAc pH 7 0
Perbandingan j d a h basa-basa dengan KTK Gravimetri
Core
Perhitungan berdssarkan Mot isi clan bht jenis partikel PF
Pipet
Pengukuran langsunz
Pengukuran langsung
Pengukuran langsung
Pengukuran langsung setelah penarnbah- an larutan LaCI2. Pengukuran tangsung wrelah penambah- an lanrtan La LaC12. Colorimetn
Pengukuran langsung
Pengu kuran lanpung
Turbidirnetri
Alat ukul I 7 Eh-meter(EleIctr0da pldina) 1 pH-meter (Elektroda gelas) ,
i
CHPdS-meter
W-Spektrofotometer
Flamefotometer
Flame-fotorn~er
AAS
AAS
U\'-Spektrofotomerer
AAS
AAS
UV-Spektrofotometer
CHNS-meter
Kjelteck
Pressure Plate, timbangan
Pipet. timbangan
pH-meter (Ekktroda gelas)
Flame-fotometer
Flame-fotometer
AAS
AAS
32
dari 5 taraf (KO, K1, K2, K3, dan K4), pencuch 5 t a d (CO, C I, C2, C3, dan C4),
dar, kedalaman 4 taraf (D 1, D2, D3, dm D4). Urrhik sifat-si fat tanah yang riiamati
hanya sampai akhir periode pengeringan (kadar air dan kadar pirit) analisis ragam
rnenggunakan rancangan yang sama tetapi tanpa meli batkan faktor pencucian.
Untuk aralisis sifat-sifat air yang tidak diamati pada berbagai kedalaman, analisis
ragam juga rnenggunakan rancangan yang sama tetapi tanpa melibatkan faktor keda-
laman. Uji lanjut untuk rnengetahui perkhan pengruh antar taraf perlakuan digu-
nakan uji Duncan.
3.2.4.2. Peny usunan Madel
Data-data yang diperoleh dalam penelitian juga digunakan untuk menyusun
model. Model yang disusun terdiri dari dua mawn yaitu { I ) Model regresi tunggal
dan (2) Model regresi berganda. Model regresi tunggal digunakan untuk mengana-
lisis hubungan antara sifat-sifat bahan sulfidik yang diamati dengan waktu penge-
ringan dan pencucian, sedangkan model regresi bergancia disusun untuk menganali-
sis respn gabungan dari kombinasi perlakuan pengeringan dart pencucian terhadap
sifat bahan sulfidik dan air cucian.
Modei regresi tunggal disusun dengan m e n m a n program Curve Expert
1.3, yang ~nerupakan salah satu program statistik yang dapat digunakan untuk mem-
bantu meny usun regresi l i nier maupun nonlinier. Dengan bantuan program Curve
L:~pcn 1.3 tersebut dapat disusun berbagai model hubungan antztra si fat-si fat bahan
33
sulfidik sehgai peubah talc kbas (Y) dm wktu pensringan atau pencucian d g a i
peubah bebas (X). Model regresi tunggal yang dipilih adalah model yang memiliki
bentuk hubungan yang logis sesuai dengan fenomena yang semestinya te qadi dan
memiliki tiagkat keakurasian (Iaefisien regresi) yang tinggi.
Model regresi krganda yang disusun terdiri dari dua macam, yaih model
perubahan sifat-sifat bahan sulfidi k dan model perubahan sifat-si fat air cucian.
Dal am pecyusuimn model perubahan si fat-sifat Man sulfidik, sebzgai peubah tak
bebas (Y) adalah sifat-sifat bahan sulfidik dan sebagai peubah bebas adatah waktu
pengeringan, waktu pencucian, dan kedalaman bahan sul fidik. Dalam penyusunan
model perubahan sifat-si fat air cucian, air cucian sebagai peubah tak bebas
( Y) dan waktu pengeringan dan waktu pencucian sebagai peubah kbas (X). Kedua
macam model regresi krganda yang disusun tersebut merupakan regresi berganda
Log-l i nier yang disusun dengan menggunakan progcam Vrsual Generalized Lineur
Mode I.
3.3. Bahan Sulfidik yang Digunakan dalam Penelitian
Seperti telah diuraikan pada hgian met& penelitian, bahan sdfidik yang
digunakan dalam penelitian diarnbil pada kedalaman 40 - 90 cm dari permukaan
tanah. Setelah dilakukan pernotongan clan pernbuanp tanah lapisam atas dalarn ke-
giatan persiapan, bahan sulfidik yang semula di l a p g beradii pada kedaiaman
40 - 90 cm tersebut berubah menjadi O - 50 cm di dalam tabung yang dipnakan
untuk penelitian. Dalam pembahasan selanjutnya, angka kedalaman bahan sul fidi k
yang dicantumb addah angka k&Iaman yang ditetapkan dari permukamul M a n
sulfidik setelah berda di d a m tabung yaitu 0 - 50 cm.
k i l analisis sifat-si fat kimia bahan sdfidik yang digunakan dalam penelitian
discji kan pads Tabel 2. Berdasarkan kriteria Soil Survey Staff (1 999) bahan sul fidi k
yang digunakan dalerm ~ n e l i t i a n terrnasuk W n mineral karena memiliki kadar
C-organik kurang dari 18 %. Kadar C-organik bahan sulfidik yang digunakan dalam
penelitian berkisar antara 5.1 % hingga f 1.8 % yang menurut kriteria Pusat
Penelitian Tanah (1983) (Tabel Lampiran 1) tergolong sangat tinggi.
Tabel 2. Hasil Analisis Sifat-sifat Kimia M a n Sulfidik yang Digunakan dalam Penelitian.
1 1 No S B t Kimia BPhan Sulfidik
1
! I I . i Ul (?!o)
1 1 2. 1 Fe-bebas (ppm) I ! 13. 1 Mn-bebas(ppm) - 1 4 i P-tersedia {ppm) c_ 4-. j IS. ( SO," (pp) I 16. i S-total (%) / 17. ! Pirit (%) *) Nilai yang tercantum mempakan
Hasil Analisis pada B e m i Kedalman*)
I . 2.
C-organik (%) pH HzO (1:Z)
3. Eh (mV) , 4. k& (ppm) -
i 5 1 Nad (ppm) 1 6 Cad (ppm) : 7. M h (ppm) 1 8. 1 KTK (me/1 00g) j 9. i la(%) I 10. 1 Alafppm)
3040 (em)
5.1
20-30 (cm)
7.4
0 - 10 (cm)
11.8
35.5 ) 3 . 4
40-50 (cm )
5.4
rata-rata ; ( t i p ) nilai k i i l penetapan.
10 - 20 (cm?
9.7
23.6 2 527
10.5 4.9 686 6.4
11.6
3 320 6.1
14.5 1321
6.20 -246 637 912
1 596
3 CQ3 8.0 8.3
1166
3.63 -135
6.6 1603 10.5 3.6
443 3.2 5.8
4.12 -139
4.73 -157
-. 3 84 -.
529 760
0.5 1 193 10.5 -
109 7 . 0 ~ 3.2
, 5.9 6.1
10.7
5.20 -274
- 520 --
552 1341
283 37
18.5
7.8 14-01
5 1 28
41.7 595
- 260 460
390 30
29.7
299 514
1 I 8 2 I 1037
$089 f 1172 36 1
27 72.3 161
55 1
27 86.5
1 1
35
Reaksi bahan sulfidik yang digunakan dalam penelitian, p d a wan atas
(0 - 10 cm) tergolong sangat masam dengan nilai pH 3.6. Kernasaman tersebut se-
makir, menurun dengan khmbahnya kedaiaman, hingga pQda keddarnan 40 -
50 crn mencapai nilai pH 6.2 yang tergolong agak masam. Berbeda dengan pH, po-
tensial redok (Eh) secara umum semakin menurun dengan s e d i n bertarnbahnya
kedalaman. Potensial redok (Eh) bahan sul fidik y ang digunakan dalarn penelitian
tersebut pada kedalaman 0 - 10, 10 - 20, 20 - 30, 30 - 40 dan 40 - 50 cm masins-
masing sebesar -135, - 139, - 157, - 274, dan - 216 mV. Tanah dengan nilai-nilai Eh
tersebut menurut Jackson (1 956) tersolong tanah Fang tereduksi tinggi,
Kation-kation basa dapat ditukar (K-dd, Nadd, Cadd, Mgdd) dalam bahan
sulfidik yang digunakan untuk penelitian bervariasi dari sangat rendah hingga sangat
tinggi. Kalium dapat ditukar (Kdd ) pada kdlaman 0 - 1 0,10 - 20 dm 20 - 30 cm
tergolong tinggi dan pada m a n yang lebih &lam dari 30 cm tergolong sangat
ti nggi. Natrium dapat ditukar (Nadd) pa& semua kedalaman tergolong sangat
tinggi. Kalsium dapat ditukar (Cadd) pada kedalaman 0 - 10 cm tergoIong sangat
rendah, pada kedalaman 10 - 20 dan 20 - 30 cm tergolong rendah, sedangkan pada
kedalaman 30 - 40 dan 40 - 50 cm tergolong sedang. Magwsium &pat ditukar
(Mg-dd) pa& kedalarnan 0 - 10, 10 - 20, dan 20 - 30 cm tergolong tinggi, sedangkan
pada kedalaman 30 - 40 dm 40 - 50 cm tergolonz sangat tinggi.
Kapasitas tukar kation (KTK) bahan suifidik yang digunakan untuk penelitian
pada semua kedalarnan tergolong tinggi. Kejenuhan basa (KB) pada kedalaman
0 - 10 cm tergolons sangat rendah, 10 - 20 cm tergolong rendah, 20 - 30 cm
sangat tinggi.
Aluminium dapat ditukar pa& bahan sulfidik yang digunakan untuk peneli-
tian berkisar dari 1 1 82 ppm pads kedalaman O - 10 cm hingga 1 1 ppm p d a keda-
laman 40 - 50 cm. Kejenuhan aluminium (KAI) pada kedalaman 0 - 10 cm dm
10 - 20 crn tergolong tin& yaitu sebesar 35.540 dan 38.4%, pada kedalaman 20 -
30 cm tergolong sedang yaitu seksar 23.6%: sedangka pada kedalaman 30 - 40 cm,
dan 40 - 50 cm tergolong sangat rendah yaitu seksar 6.6 dan 0.5%. Kadar Fe-bebas
dalam bahan sulfidik tersebut berkisar dari 1 193 hingga 3 320 ppm, sedangkan
kadar Mn-bebas berkisar dari 6.1 bin= 10.5 ppm.
Fosfor (P) tersedia dalam bahan sulfidik Fang digunakan untuk penelitian
berkisar dari 14.5 pprn hingga 3.6 ppm yang tergolong sedang hingga mgat rendah.
Kadar ~ 0 ~ ' - berkisar dari 1 321 pprn pada tedalaman 0 - 10 crn hingga 109 pprn
pada kedalaman 40 - 50 cm. Total sulfur (S) pada bahan tersebut berkisar dari 7.8%
- 3.2%. Dengan asumsi seluruh S di daIam bahan sulfidik seiain berada &lam
bentuk so4'- berupa senyawa pirit (FeS?), kadar pirit bahan sulfidik yang digunakan
unruk penelitian pada kedalaman 0 - 10, 10 - 20 .20 - 30,30 - 40, dan 40 - 50 cm,
masing-masingadalah 10.7, 24.0, 11.6,5.8, dan -i.9 %.
Bahan sulfidik yang digunakan dalam penelitian memiliki bobt isi (BI ber-
kisar dari 0.48 - 0.63 &d. Tekstur bahan t e ~ b u t adalah liat dan sebagian besar
pori yang dimili ki berupa pori mikro. Kadar air bahan tersebut pada kondisi kapa-
sitas lapang bervariasi dari 140.1 hingp 99.7 O/o Tabel 3). I
Tabel 3. Hasil Analisis Bebempa Sifat Fisika Balm Sulfidik yang Digunakan daIam Penelitian.
No
1. 2.
1 9. 1 KA Kap. Lapang (%) I 140.1 1 f 06.9 1 123.9 1 99.71 103.6j *) Nilai yans twcantum mempakan rata-rata 3 (riga) nilai hail penetapan.
Sifat Fisik Bahan Sul fid; k
3. 4. 5 . 6. 7. 8.
Hasil ~nd;sis psda Ze- Kedalamsm*) 0-10 1 10-20 1 20-30 1 30-40 1 40-50
I
Porimikro(%)
(cm 1 0.60 77.4
Bobot isi (&rn3) Porositas total (%)
67.7 1 64.1 1 66.5 1 62.5 1 64.9 1
rcm) 0.48 81.8
(cm) 0.54 79.8
Pori rnakro (%) Pasir (96) Debu(%) Liat (%) Kelas Tekstur
(4 0.63 76.4
13.9 4.0
35.0 61.0 Liat
(cm) 0.63 76.4
11.5 '
4.0 34.6 j 61.4 1
Liat
14.1 5.8
36.4 57.8 Liat
13.3 5.5
35.4 59.1
Liat
13.3 5.2
32.1 62.7 Liat