dengan kadar lebih tinggi dari 10
-5
M dalam air alami. Menurut Lindsay 1979, elektroda platina biasa digunakan untuk pengukuran potensial redoks dalam tanah.
Akan tetapi, elektroda tersebut tidak berfungsi dengan baik pada tanah yang berada pada kondisi oksidatif.
Reaksi redoks terjadi pada hampir semua tanah. Biasanya, reaksi oksidasi berkaitan dengan kondisi tanah berdrainase baik, sedangkan proses reduksi
berkaitan dengan kondisi tanah berdrainase buruk atau apabila terdapat air berlebih. Kondisi redoks tanah mempengaruhi stabilitas senyawa-senyawa besi
dan mangan.
2.4 Besi di Dalam Tanah
Senyawa besi di dalam tanah terdiri dari berbagai bentuk. Besi merupakan unsur utama berbagai mineral dan bahan organik tanah. Sumber unsur Fe di dalam
tanah bisa berupa batuan yang mengandung Fe-silikat, mineral sulfida, dan senyawa Fe oksida atau hidroksida. Selain itu, pada beberapa bagian di dalam
tanah, Fe ditemukan di lapisan alumino-silikat: nontronit, montmorilonit, vermikulit, dan klorit Orlov 1992.
Senyawa Fe di dalam tanah diklasifikasikan oleh Zonn dalam Orlov 1992, sebagai berikut:
1. Fe-silikat
2. Fe-nonsilikat bebas
Senyawa Fe terkristalisasi; terkristalisasi kuat dan lemah; Senyawa Fe amorf; berikatan dan tidak berikatan dengan humus.
Reaksi senyawa Fe yang terjadi di dalam tanah yaitu mobilisasi senyawa Fe melalui proses dekomposisi pelapukan mineral-mineral Fe dan mineralisasi
senyawa organik, reaksi oksidasi-reduksi, pembentukan senyawa organomineral umumnya merupakan senyawa kompleks, interaksi adsorpsi, dan pembentukan
senyawa-senyawa hidroksida, sulfida, dan fosfat. Umumnya, Fe dalam bentuk Fe II dan FeIII, ion hidroksida, beberapa
fosfat dan sulfida menjadi bagian dalam reaksi oksidasi-reduksi. Nilai potensial oksidasi normal untuk Fe
3+
- Fe
2+
yaitu 0,771 V pada suhu 25
o
C. Berikut ini adalah persamaan reaksi redoks dalam tanah untuk senyawa Fe:
1. FeOH
3
+ 4H
+
+ e
-
Fe
2+
+ 3H
2
O 2.
α-FeOOH + 3H
+
+ e
-
Fe
2+
+ H
2
O 3.
α-Fe
2
O
3
+ 6H
+
+ 2e
-
2Fe
2+
+ 3H
2
O Ponnamperuma 1978 menyatakan bahwa penggenangan membatasi
difusi oksigen ke dalam tanah, sehingga mereduksi Fe oksida dan meningkatkan kadar FeII dalam larutan tanah dari 0,07 sampai 6600 ppm. Peningkatan kadar
Fe
2+
yang terlarut dalam tanah memberikan keuntungan pada tanah sawah karena mengatasi defisiensi Fe dan menekan keracunan Mn
2+
pada tanah masam.
2.5 Mangan di Dalam Tanah
Mangan memiliki bilangan oksidasi yang bervariasi dengan kisaran +2 sampai +7. Mangan yang terdapat di alam umumnya yaitu mangan dengan
bilangan oksidasi +2, +3, dan +4 Kyuma 2004a. Menurut Orlov 1992, mangan ditemukan di dalam tanah dalam bentuk ion Mn
2+
dan oksida MnO
2
. Sedangkan Mn
3+
bersifat kurang stabil di dalam tanah. Senyawa Mn dengan bilangan oksidasi yang lebih tinggi seperti +5, +6, dan +7 tidak ditemukan di
dalam tanah.
Mn menyusun mineral-mineral dalam bentuk oksida, karbonat, silikat, dan sulfat Taylor et al. 1964 dalam Lindsay 1979. Sedangkan di dalam tanah, selain
terdapat sebagai senyawa oksida dan hidroksida yang mudah larut, Mn juga membentuk garam-garam dengan senyawa organik dan silikat dengan berbagai
tingkat kelarutan Orlov 1992. Senyawa MnII meliputi garam-garam mudah larut dan Mn
2+
dapat dipertukarkan, yang umumnya ditemukan pada tanah-tanah masam dan agak masam.
Senyawa Mn juga dipengaruhi oleh sistem oksidasi-reduksi yang terjadi di dalam tanah, terutama jika tanah berada dalam kondisi anaerob seperti tanah-tanah
yang tergenang tanah sawah. Van Breemen dan Brinkman 1976 dalam Tan 1982, menyatakan bahwa penggenangan tanah pada awalnya akan mereduksikan
NO
3 -
dalam tanah, setelah NO
3 -
hilang, Mn akan direduksi, kamudian disusul oleh Fe. Sistem Mn
4+
Mn
2+
mempunyai nilai E
h
+1510 mV dan sistem Fe
3+
Fe
2+
mempunyai nilai E
h
+771 mV, sehingga Mn lebih mudah tereduksi daripada Fe. Berikut ini adalah persamaan reaksi redoks dalam tanah untuk senyawa Fe:
1. MnO
2
+ 4H
+
+ 2e
-
= Mn
2+
+ H
2
O 2.
Mn
2
O
3
+ 6H
+
+ 2e
-
= 2Mn
2+
+ 3H
2
O 3.
Mn
3
O
4
+ 3H
+
+ 2e
-
= 3Mn
2+
+ 4H
2
O Sebagaimana Fe, kelarutan Mn dalam tanah meningkat seiring dengan
peningkatan kemasaman dan kondisi reduksi. Ponnamperuma 1978 menyatakan bahwa penggenangan dapat meningkatkan kadar Mn
2+
dalam larutan tanah dari 1 sampai 100 ppm. Peningkatan kadar Mn dalam kondisi reduktif dapat bersifat
racun bagi tanaman, terutama apabila kadar Mn mudah direduksi di dalam tanah mencapai 300 ppm Kyuma 2004a dan Mn
2+
dalam larutan tanah melebihi 2 ppm
IRRI 2000 dalam FFTC 2001. Tanaman yang mengalami keracunan Mn, khususnya padi, menunjukkan gejala seperti pertumbuhan lambat, adanya noda
berwarna coklat kekuningan diantara urat daun, ujung daun mengering pada saat tanaman berumur 8 mst, klorosis pada daun muda, pertumbuhan yang lambat, dan
hasil produksi rendah.
III. METODOLOGI
