Pengujian Beberapa Kehalusan Tepung Batuan Sungai dan Pengekstrak terhadap Sifat Kimia Ultisol

PENGUJIAN BEBERAPA KEHALUSAN TEPUNG BATUAN SUNGAI DAN PENGEKSTRAK TERHADAP SIFAT KIMIA ULTISOL
SKRIPSI
OLEH RICHARD ALEX STEPANUS SINAGA
090301210 ILMU TANAH
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
Universitas Sumatera Utara

PENGUJIAN BEBERAPA KEHALUSAN TEPUNG BATUAN SUNGAI DAN PENGEKSTRAK TERHADAP SIFAT KIMIA ULTISOL
SKRIPSI
Oleh RICHARD ALEX STEPANUS SINAGA
090301210 ILMU TANAH
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
Universitas Sumatera Utara

Judul Skripsi
Nama NIM Program Studi Minat Studi

: Pengujian Beberapa Kehalusan Tepung Batuan Sungai dan Pengekstrak terhadap Sifat Kimia Ultisol

: Richard Alex Stepanus Sinaga : 090301210 : Agroekoteknologi : Ilmu Tanah

Disetujui Oleh Komisi Pembimbing

Ir. Bintang, MP. Ketua

Mengetahui,

Jamilah,SP., MP. Anggota

Ir. T. Sabrina, M.Agr.Sc.,Ph.D. Ketua Program Studi Agroekoteknologi

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
RICHARD ALEX STEPANUS SINAGA: Pengujian Beberapa Kehalusan Tepung Batuan Sungai dan Pengekstrak terhadap Sifat Kimia Ultisol. Dibimbing oleh BINTANG dan JAMILAH.
Tanah telah mengalami pemiskinan hara di banyak tempat, sementara itu beberapa batuan (agromineral) di Indonesia masih kurang dimanfaatkan. Untuk itu, penelitian ini dilakukan untuk mempercepat ketersediaan hara dengan memperhatikan kehalusan batuan dan penggunaan pengekstrak yang mengandung asam-asam organik. Penelitian ini dilakukan pada April–Juni 2013 di Rumah Kaca, Fakultas Pertanian USU menggunakan rancangan acak lengkap faktorial 2 faktor, yaitu kehalusan (80, 40, dan 20 mesh) dan pengekstrak (aquades, urine sapi, air nenas, dan air gambut). Parameter yang dianalisis adalah reaksi tanah (pH H2O), C-organik, P-tersedia, basa-basa tukar (K, Na, Ca, dan Mg), KTK, dan kejenuhan basa.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa kehalusan tepung batuan sungai mampu memperbaiki parameter pH H2O dan K-tukar, tetapi belum mampu memperbaiki parameter C-organik, P-tersedia, Na-tukar, Ca-tukar, Mg-tukar, KTK, dan kejenuhan basa. Pengekstrak mampu memperbaiki parameter pH H2O, C-organik, K-tukar, Mg-tukar, dan kejenuhan basa, tetapi belum mampu memperbaiki parameter P-tersedia, Na-tukar, Ca-tukar, dan KTK. Interaksi kedua perlakuan berpengaruh tidak nyata terhadap semua parameter. Kata Kunci: Tepung Batuan Sungai, Kehalusan, Pengekstrak, Sifat Kimia Ultisol
Universitas Sumatera Utara

ABSTRACK
RICHARD ALEX STEPANUS SINAGA: The Testing of Some Fineness of River Rock Dust and Extractors to Ultisol Chemical Propesties. Supervised by BINTANG and JAMILAH.
Soil has suffered impoverishment nutrient in many place, meanwhile rocks (argomineral) in Indonesia still underutilized. Therefore, the research was done to speed up the availability of nutrients with regard fineness of rocks and using organic acid’s extractors. The research has been conducted in April–Juni 2013 at the greenhouse, College of Agriculture–USU using factorial randomized completely design with two factors, i.e. fineness (80, 40, and 20 mesh) and extractors (aquadest/distilled water, cow urine, pineapple juice, and peat water). The analyzing parameters was soil reaction (pH H2O), C-organic, P-available, exchange bases (K, Na, Ca, and Mg), CEC, and base saturation.
The result showed that the fineness of river rock dust was able to fix pH H2O and K-exchange, it hasn’t been able to fix C-organic, P-available, Na-exchange, Mg-exchange, CEC, and base saturation. The extractors was able to fix pH H2O, C-organic, K-exchange, Mg-exchange, and base saturation, but it hasn’t been able to fix P-available, Na-exchange, Ca-exchange, and CEC. Both of treatment interaction hasn’t been able to fix all of the analyzing parameters. Keywords: River Rock Dust, Fineness, Extractors, Ultisol Chemical Properties
Universitas Sumatera Utara

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Medan pada tanggal 12 September 1991 dari ayah Mangadar Tua Sinaga dan ibu Siti Flora Siregar. Penulis merupakan putra ketiga dari tiga bersaudara.
Tahun 2009 penulis lulus dari SMA Santo Thomas 3 Medan dan pada tahun yang sama masuk ke Fakultas Pertanian USU melalui jalur ujian tertulis Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri. Penulis memilih minat studi Ilmu Tanah, Program Studi Agroekoteknologi.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif sebagai anggota seksi sosial Himpunan Mahasiswa Agroekoteknologi (HIMAGROTEK), sebagai asisten praktikum di Laboratorium Perbanyakan Vegetatif Tanaman pada tahun 2011 dan Laboratorium Teknologi Budidaya Tanaman Hortikultura pada tahun 2012.
Penulis memperoleh beasiswa BUMN Peduli Pendidikan dari PT. Angkasa Pura II (Persero) pada tahun 2011 hingga 2013.
Penulis melaksanakan praktik kerja lapangan (PKL) di PT. Perkebunan Nusantara III Kebun Bangun Kecamatan Gunung Malela Kabupaten Simalungun mulai 9 Juli 2012 hingga 6 Agustus 2012.
Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, atas segala rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pengujian Beberapa Kehalusan Tepung Batuan Sungai dan Pengekstrak terhadap Sifat Kimia Ultisol”.
Pada kesempatan ini penulis menghaturkan pernyataan terima kasih kepada kedua orang tua yang membesarkan dan mendidik penulis selama ini. Penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada Ir. Bintang, MP. dan Jamilah, SP., MP. selaku ketua dan anggota komisi pembimbing yang telah membimbing dan memberikan berbagai masukan berharga kepada penulis.
Penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua staf pengajar dan pegawai di Program Studi Agroekoteknologi, kepada teman-teman Agroekoteknologi dan Ilmu Tanah 2009 yang telah membantu selama penelitian berlangsung, dan pihak-pihak lain yang tak dapat disebutkan satu per satu di sini yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan.
Medan, Oktober 2013

Penulis
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Hal.

ABSTRAK ....................................................................................................... i

ABSTRACK ...................................................................................................... ii

RIWAYAT HIDUP.......................................................................................... iii

KATA PENGANTAR ..................................................................................... iv

DAFTAR TABEL............................................................................................ vii

DAFTAR LAMPIRAN.................................................................................... viii

PENDAHULUAN

Latar Belakang ................................................................................................. Tujuan Penelitian ............................................................................................. Hipotesis Penelitian.......................................................................................... Kegunaan Penulisan .........................................................................................

1 5 5 5

TINJAUAN PUSTAKA

Batuan sebagai Penyedia Hara ......................................................................... Aplikasi Pengekstrak........................................................................................ Sifat Kimia Ultisol ........................................................................................... Reaksi Tanah (pH) ........................................................................................... C-organik ......................................................................................................... P-tersedia.......................................................................................................... Basa-basa Tukar ...............................................................................................
Kalium.......................................................................................................... Natrium ........................................................................................................ Kalsium ........................................................................................................ Magnesium................................................................................................... Kapasitas Tukar Kation (KTK)........................................................................ Kejenuhan Basa................................................................................................

6 9 11 13 14 15 16 16 18 18 19 19 20

BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian .......................................................................... Bahan dan Alat................................................................................................. Metode Penelitian ............................................................................................ Pelaksanaan Penelitian .....................................................................................
Pengambilan dan persiapan sampel tanah.................................................... Persiapan tepung batuan sungai ................................................................... Persiapan pengekstrak.................................................................................. Aplikasi perlakuan ....................................................................................... Parameter Pengamatan ..................................................................................... Sebelum inkubasi ......................................................................................... Sesudah inkubasi..........................................................................................

22 22 23 25 25 25 25 26 26 26 27

Universitas Sumatera Utara

HASIL DAN PEMBAHASAN

Reaksi Tanah (pH H2O) ................................................................................... C-organik ......................................................................................................... P-tersedia.......................................................................................................... K-tukar ............................................................................................................. Na-tukar ........................................................................................................... Ca-tukar............................................................................................................ Mg-tukar........................................................................................................... Kapasitas Tukar Kation (KTK)........................................................................ Kejenuhan Basa................................................................................................

28 30 31 33 34 36 37 38 40

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan ...................................................................................................... 42 Saran................................................................................................................. 42

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 43

LAMPIRAN..................................................................................................... 46

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
No. Hal. 1. Kandungan unsur kimia dalam kerak bumi yang bobotnya >1 persen .... 7 2. Rataan reaksi tanah (pH H2O) ultisol pengaruh interaksi beberapa
kehalusan tepung batuan sungai dan pengekstrak pada inkubasi 4 minggu .................................................................................................. 29 3. Rataan C-organik ultisol pengaruh interaksi beberapa kehalusan tepung batuan sungai dan pengekstrak pada inkubasi 4 minggu ......................... 30 4. Rataan P-tersedia ultisol pengaruh interaksi beberapa kehalusan tepung batuan sungai dan pengekstrak pada inkubasi 4 minggu ......................... 32 5. Rataan K-tukar ultisol pengaruh interaksi beberapa kehalusan tepung batuan sungai dan pengekstrak pada inkubasi 4 minggu ......................... 33 6. Rataan Na-tukar ultisol pengaruh interaksi beberapa kehalusan tepung batuan sungai dan pengekstrak pada inkubasi 4 minggu ......................... 35 7. Rataan Ca-tukar ultisol pengaruh interaksi beberapa kehalusan tepung batuan sungai dan pengekstrak pada inkubasi 4 minggu ......................... 36 8. Rataan Mg-tukar ultisol pengaruh interaksi beberapa kehalusan tepung batuan sungai dan pengekstrak pada inkubasi 4 minggu ......................... 37 9. Rataan KTK ultisol pengaruh interaksi beberapa kehalusan tepung batuan sungai dan pengekstrak pada inkubasi 4 minggu ......................... 39 10. Rataan kejenuhan basa ultisol pengaruh interaksi beberapa kehalusan tepung batuan sungai dan pengekstrak pada inkubasi 4 minggu ............. 40
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN
No. Hal. 1. Data analisis awal ultisol Kwala Bekala .................................................. 46 2. Data analisis tepung batuan sungai PT. Supra Trackindo........................ 46 3. Data analisis pengektrak .......................................................................... 46 4. Bagan penelitian....................................................................................... 47 5. Data analisis pH H2O tanah inkubasi 4 minggu....................................... 48 6. Daftar sidik ragam analisis pH H2O tanah inkubasi 4 minggu ................ 48 7. Tabel dwi kasta (H×P) pH H2O tanah inkubasi 4 minggu....................... 48 8. Data analisis C-organik (%) tanah inkubasi 4 minggu............................. 49 9. Daftar sidik ragam analisis C-organik tanah inkubasi 4 minggu ............. 49 10. Tabel dwi kasta (H×P) C-organik tanah inkubasi 4 minggu.................... 49 11. Data analisis P-tersedia (ppm) tanah inkubasi 4 minggu ......................... 50 12. Daftar sidik ragam analisis P-tersedia tanah inkubasi 4 minggu ............. 50 13. Tabel dwi kasta (H×P) P-tersedia tanah inkubasi 4 minggu .................... 50 14. Data analisis K-dd (me/100 g) tanah inkubasi 4 minggu......................... 51 15. Daftar sidik ragam analisis K-dd tanah inkubasi 4 minggu ..................... 51 16. Tabel dwi kasta (H×P) K-dd tanah inkubasi 4 minggu............................ 51 17. Data analisis Na-dd (me/100 g) tanah inkubasi 4 minggu ....................... 52 18. Daftar sidik ragam analisis Na-dd tanah inkubasi 4 minggu ................... 52 19. Tabel dwi kasta (H×P) Na-dd tanah inkubasi 4 minggu.......................... 52 20. Data analisis Ca-dd (me/100 g) tanah inkubasi 4 minggu ....................... 53 21. Daftar sidik ragam analisis Ca-dd tanah inkubasi 4 minggu.................... 53 22. Tabel dwi kasta (H×P) Ca-dd tanah inkubasi 4 minggu .......................... 53 23. Data analisis Mg-dd (me/100 g) tanah inkubasi 4 minggu ...................... 54
Universitas Sumatera Utara

24. Daftar sidik ragam analisis Mg-dd tanah inkubasi 4 minggu .................. 54 25. Tabel dwi kasta (H×P) Mg-dd tanah inkubasi 4 minggu ......................... 54 26. Data analisis KTK (me/100 g) tanah inkubasi 4 minggu......................... 55 27. Daftar sidik ragam analisis KTK tanah inkubasi 4 minggu ..................... 55 28. Tabel dwi kasta (H×P) KTK tanah inkubasi 4 minggu............................ 55 29. Data analisis kejenuhan basa (%) tanah inkubasi 4 minggu .................... 56 30. Daftar sidik ragam analisis kejenuhan basa tanah inkubasi 4 minggu..... 56 31. Tabel dwi kasta (H×P) kejenuhan basa tanah inkubasi 4 minggu ........... 56 32. Data analisis keseluruhan parameter tanah inkubasi 4 minggu ............... 57 33. Rataan analisis keseluruhan parameter tanah inkubasi 4 minggu............ 58 34. Foto tepung batuan sungai dan pengekstrak ............................................ 58 35. Foto aplikasi perlakuan tepung batuan sungai + aquades ........................ 59 36. Foto aplikasi perlakuan tepung batuan sungai + urine sapi ..................... 59 37. Foto aplikasi perlakuan tepung batuan sungai + air nenas....................... 59 38. Foto aplikasi perlakuan tepung batuan sungai + air gambut.................... 59 39. Foto aplikasi perlakuan dengan ultisol Kwala Bekala ............................. 60 40. Foto supervisi lapangan oleh komisi pembimbing .................................. 60 41. Foto sampel tanah aplikasi tepung batuan sungai 80 mesh...................... 61 42. Foto sampel tanah aplikasi tepung batuan sungai 40 mesh...................... 62 43. Foto sampel tanah aplikasi tepung batuan sungai 20 mesh...................... 63 44. Foto sampel tanah aplikasi pengekstrak................................................... 64
Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
RICHARD ALEX STEPANUS SINAGA: Pengujian Beberapa Kehalusan Tepung Batuan Sungai dan Pengekstrak terhadap Sifat Kimia Ultisol. Dibimbing oleh BINTANG dan JAMILAH.
Tanah telah mengalami pemiskinan hara di banyak tempat, sementara itu beberapa batuan (agromineral) di Indonesia masih kurang dimanfaatkan. Untuk itu, penelitian ini dilakukan untuk mempercepat ketersediaan hara dengan memperhatikan kehalusan batuan dan penggunaan pengekstrak yang mengandung asam-asam organik. Penelitian ini dilakukan pada April–Juni 2013 di Rumah Kaca, Fakultas Pertanian USU menggunakan rancangan acak lengkap faktorial 2 faktor, yaitu kehalusan (80, 40, dan 20 mesh) dan pengekstrak (aquades, urine sapi, air nenas, dan air gambut). Parameter yang dianalisis adalah reaksi tanah (pH H2O), C-organik, P-tersedia, basa-basa tukar (K, Na, Ca, dan Mg), KTK, dan kejenuhan basa.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa kehalusan tepung batuan sungai mampu memperbaiki parameter pH H2O dan K-tukar, tetapi belum mampu memperbaiki parameter C-organik, P-tersedia, Na-tukar, Ca-tukar, Mg-tukar, KTK, dan kejenuhan basa. Pengekstrak mampu memperbaiki parameter pH H2O, C-organik, K-tukar, Mg-tukar, dan kejenuhan basa, tetapi belum mampu memperbaiki parameter P-tersedia, Na-tukar, Ca-tukar, dan KTK. Interaksi kedua perlakuan berpengaruh tidak nyata terhadap semua parameter. Kata Kunci: Tepung Batuan Sungai, Kehalusan, Pengekstrak, Sifat Kimia Ultisol
Universitas Sumatera Utara

ABSTRACK
RICHARD ALEX STEPANUS SINAGA: The Testing of Some Fineness of River Rock Dust and Extractors to Ultisol Chemical Propesties. Supervised by BINTANG and JAMILAH.
Soil has suffered impoverishment nutrient in many place, meanwhile rocks (argomineral) in Indonesia still underutilized. Therefore, the research was done to speed up the availability of nutrients with regard fineness of rocks and using organic acid’s extractors. The research has been conducted in April–Juni 2013 at the greenhouse, College of Agriculture–USU using factorial randomized completely design with two factors, i.e. fineness (80, 40, and 20 mesh) and extractors (aquadest/distilled water, cow urine, pineapple juice, and peat water). The analyzing parameters was soil reaction (pH H2O), C-organic, P-available, exchange bases (K, Na, Ca, and Mg), CEC, and base saturation.
The result showed that the fineness of river rock dust was able to fix pH H2O and K-exchange, it hasn’t been able to fix C-organic, P-available, Na-exchange, Mg-exchange, CEC, and base saturation. The extractors was able to fix pH H2O, C-organic, K-exchange, Mg-exchange, and base saturation, but it hasn’t been able to fix P-available, Na-exchange, Ca-exchange, and CEC. Both of treatment interaction hasn’t been able to fix all of the analyzing parameters. Keywords: River Rock Dust, Fineness, Extractors, Ultisol Chemical Properties
Universitas Sumatera Utara

PENDAHULUAN
Latar Belakang Tanah merupakan penentu keberhasilan usaha pertanian karena tanah
sebagai medium tumbuh tanaman dijumpai unsur hara. Di dalam tanah juga berlangsung pertukaran ion, terdapat larutan tanah dengan muatan listrik dan koloid tanah serta memiliki kapasitas tukar kation dan anion, dan ketersediaan unsur hara itu sendiri. Kesuburan tanah diberi batasan sebagai mutu kemampuan suatu tanah untuk menyediakan unsur hara pada takaran dan kesetimbangan tertentu secara berkesinambungan, untuk menunjang pertumbuhan suatu jenis tanaman pada lingkungan dengan faktor pertumbuhan lainnya dalam keadaan menguntungkan (Damanik, dkk, 2011).
Saat ini di banyak tempat, tanah mengalami pemiskinan unsur hara, sehingga menjadi tidak subur untuk tanaman. Sehingga dibutuhkan suatu teknik untuk mengembalikan kesuburan tanah seperti teknik pemineralan kembali pada tanah (Soil Remineralization; SR). SR membentuk tanah-tanah subur dengan cara mengembalikan mineral-mineral ke dalam tanah secara alami, seperti menghancurkan batuan menjadi tanah (Warmada dan Titisari, 2004).
Ultisol merupakan salah satu jenis tanah di Indonesia yang mempunyai sebaran luas mencapai 45.794.000 ha atau sekitar 25% dari total luas daratan Indonesia. Sehingga tanah ini dapat dijumpai pada berbagai relief, mulai dari datar hingga berbukit (Subagyo, dkk, 2004).
Ditinjau dari luasnya, ultisol mempunyai potensi tinggi untuk pengembangan pertanian lahan kering. Namun demikian, pemanfaatan tanah ini
Universitas Sumatera Utara

menghadapi kendala karakteristik tanah yang dapat menghambat pertumbuhan tanaman, di antaranya kemasaman tanah tinggi (pH rata-rata 4,50), kejenuhan Al tinggi, miskin kandungan hara makro terutama P, K, Ca, Mg, dan kandungan bahan organik rendah (Hardjowigeno, 1993).
Batuan dan mineral dapat berperan cukup potensial di bidang pertanian, karena di dalam beberapa mineral dan batuan terkandung nutrisi-nutrisi penting yang dapat digunakan untuk mempertahankan dan menambah produktivitas lahan maupun hasil pertanian yang disebut sebagai agromineral. Batuan alam mengandung banyak unsur hara esensial yang dibutuhkan bagi pertumbuhan tanaman. Hampir semua pupuk buatan berasal dari batuan yang diproses secara kimiawi, yaitu batuan yang telah dimodifikasi secara kimia, ditambah dengan beberapa nutrisi mikro yang sering dibutuhkan oleh tanaman, seperti kalsium (Ca), magnesium (Mg), sulfur (S), tembaga (Cu), kobalt (Co), besi (Fe), dan sebagainya (Basyuni, 2009).
Agromineral pada umumnya hanya diubah secara fisik, misalnya dengan penumbukan dan pemecahan. Walaupun kadang perlu pengolahan untuk beberapa batuan dan mineral turunan yang mempergunakan sejumlah zat kimia tertentu digabungkan dengan agromineral, akan tetapi hanya merupakan teknik sederhana dan bertujuan agar pemakaian dapat lebih optimal. Oleh karena itu agromineral diharapkan menjadi satu alternatif pengganti pupuk yang lebih murah dan lebih mudah diperoleh untuk menambah nutrisi tanaman serta memperbaiki struktur tanah, dengan cara memanfaatkan sumber daya geologi yang terdapat di sekitar lahan pertanian tersebut (Warmada dan Titisari, 2004).
Universitas Sumatera Utara

Beberapa dari batuan dan mineral tersebut hanya dapat agak larut dalam waktu yang pendek tetapi dapat melepaskan kandungan nutrien ke dalam tanah untuk waktu yang lama dan memasok nutrisi secara perlahan (slow release). Beberapa cara yang dapat dilakukan agar unsur hara cepat tersedia bagi tanaman, yaitu memperhatikan tingkat kehalusan batuan dan penggunaan pelarut berupa larutan asam kuat yang mampu mempercepat ketersediaan hara (Priyono, 2005).
Asam-asam organik dan CO2 yang merupakan hasil pelapukan dari bahan organik berpengaruh terhadap ketersediaan hara di dalam tanah. Asam-asam organik seperti asam malonat, tartarat, humat, fulvik akan menghasilkan anion organik. Anion-anion organik ini dapat mengikat logam-logam seperti Al, Fe, dan Ca dari dalam larutan tanah, kemudian membentuk senyawa komplek yang bersifat sukar larut. Dengan pengikatan Al, Fe, dan Ca ini, ion-ion akan bebas dari pengikatan logam tersebut sehingga tersedia di dalam larutan tanah. Proses pengikatan logam tersebut oleh senyawa asam-asam organik kompleks disebut khelasi dan senyawa kompleksnya disebut khelat (Damanik, dkk, 2011).
Air gambut mengandung senyawa organik terlarut yang menyebabkan air menjadi berwarna coklat dan bersifat asam. Senyawa organik tersebut adalah asam humus yang terdiri dari asam humat, asam fulvat dan humin. Asam humus adalah senyawa organik dengan berat molekul tinggi dan berwarna coklat sampai kehitaman, terbentuk karena pembusukan tanaman dan hewan, sangat tahan terhadap mikroorganisme dalam waktu yang cukup lama (Notodarmojo, 1994).
Di sisi lain, pemanfaatan bahan organik sebagai bahan dasar pupuk dapat diperoleh dari alam dengan jumlah dan jenis unsur hara yang terkandung secara
Universitas Sumatera Utara

alami dan beragam. Salah satu sumber bahan organik tersebut berasal dari urine sapi. Potensi urine sapi yang dapat dimanfaatkan sekitar 15-20 liter/hari/ekor sapi dengan kandungan unsur hara makro dan mikro yang lengkap (Deptan, 2012).

Nenas (Ananas comosus) merupakan buah yang cukup popular yang bisa kapan saja kita peroleh dikarenakan buah nenas ini tak mengenal musim. Dari berbagai macam bahan baku yang dapat digunakan dalam proses produksi asam sitrat, nenas dapat digunakan sebagai salah satu bahan baku asam sitrat. Pada kulit nenas umumnya lebih banyak terdapak kadar asam sitrat, yaitu sekitar 5,5%, dibandingkan pada daging sekitar 2%, dan bonggol nenas sekitar 3% (Nuswamarhaeni, dkk, 1999).
Aplikasi batuan alam, seperti halnya batuan yang berasal dari sungai, memberikan pengaruh yang positif terhadap sifat fisik dan kimia dalam tanah. Menurut Tarigan (2012) dalam penelitiannya menyatakan bahwa aplikasi kompos jerami padi yang diperkaya tepung batuan menunjukkan bahwa pada dosis 50 g kompos jerami + 175 g tepung batuan sungai, kandungan P-tersedia tanah sebesar 31,13 ppm dan K-dd tanah sebesar 3,59 me/100 g, sedangkan pada dosis 50 g kompos jerami + 350 g tepung batuan sungai, kandungan P-tersedia tanah sebesar 130,66 ppm dan K-dd tanah sebesar 3,58 me/100 g.
Berdasarkan uraian tersebut, maka penulis tertarik untuk menguji kemampuan tepung batuan sungai dalam memperbaiki beberapa sifat kimia tanah ultisol yang dipercepat dengan memperhatikan kehalusan tepung batuan dan pengekstrak yang mengandung asam-asam organik. Ketersediaan bahan baku yang cukup di Indonesia memungkinkan keberhasilan pengaplikasian teknik ini sebagai pengganti pupuk yang murah dan ramah lingkungan.
Universitas Sumatera Utara

Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk menguji kemampuan tepung batuan sungai
dalam memperbaiki beberapa sifat kimia tanah ultisol yang dipercepat dengan memperhatikan kehalusan dan pengekstrak yang digunakan. Hipotesis Penelitian
Peningkatan kehalusan tepung batuan sungai yang dilarutkan dengan pengekstrak yang mengandung asam-asam organik serta interaksi keduanya, mampu memperbaiki beberapa sifat kimia tanah ultisol. Kegunaan Penulisan
Penulisan skripsi ini berguna sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Medan dan sebagai informasi bagi pihak yang membutuhkan dalam pemanfaatan potensi tepung batuan sungai.
Universitas Sumatera Utara

TINJAUAN PUSTAKA
Batuan sebagai Penyedia Hara Batuan adalah material alam yang tersusun atas kumpulan (agregat)
mineral baik yang terkonsolidasi maupun yang tidak terkonsolidasi yang merupakan penyusun utama kerak bumi serta terbentuk sebagai hasil proses alam. Batuan bisa mengandung satu atau beberapa mineral. Atas dasar cara terbentuknya, batuan dapat dibedakan menjadi 3 kelompok, yaitu batuan beku, sebagai hasil proses pembekuan atau kristalisasi magma; batuan sedimen, sebagai hasil proses sedimentasi; dan batuan metamorf, sebagai hasil proses metamorfisme (Warmada dan Titisari, 2004).
Sekitar 98 persen kerak bumi tersusun dari delapan unsur kimia, dan unsur oksigen dan silikon menyusun 75 persen dari jumlah tersebut. Banyak unsur yang penting bagi pertumbuhan tanaman dan hewan terdapat dalam jumlah kecil. Sebagian besar unsur kerak bumi telah berkombinasi dengan satu atau lebih unsur lainnya untuk membentuk senyawa-senyawa yang disebut mineral. Mineralmineral tersebut pada umumnya terdapat dalam campuran untuk membentuk batuan bumi. Sebagai contoh, batu kapur merupakan batuan sedimen yang penting dan terdiri atas sebagian besar kalsium dan magnesium karbonat serta jumlah mineral-mineral lain yang jumlahnya bervariasi sebagai selingan. Mineralmineral yang dominan dalam batuan-batuan ini adalah feldspar, amfibol, piroksen, kuarsa, mika mineral tanah liat, limonit (oksida besi), dan mineral-mineral karbonat (Foth,1994). Komposisi unsur kimia yang menyusun kerak bumi dapat dilihat pada Tabel 1 berikut ini.

Tabel 1. Kandungan unsur kimia dalam kerak bumi yang bobotnya >1 persen

No. Unsur Kimia

Jumlah (%)

1. Oksigen

46,6

2. Silikon

27,7

3. Aluminium

8,1

4. Besi

5,0

5. Kalsium

3,6

6. Natrium

2,8

7. Kalium

2,6

8. Magnesium

2,1

Sumber: Foth (1994)

Agromineral adalah mineral-mineral yang bermanfaat bagi

perkembangbiakan tumbuhan, seperti mineral-mineral yang mengandung nitrogen,

karbon, fosfor, potassium, belerang, kalsium, magnesium, boron, zeolit, dan perlit

(van Straaten, 1999). Tanaman memerlukan nutrien untuk tumbuh, di antaranya

nitrogen, fosfat, potassium, kalsium, magnesium, sulfur, dan mikroelemen lain,

yang tidak dipunyai oleh tanah yang kurang subur. Sumber fosfat umumnya

diperoleh dari batuan fosfat. Batuan fosfat ini tidak dapat digunakan langsung

sebagai pupuk disebabkan oleh sifat daya larutnya yang terlalu kecil dalam air

sehingga diusahakan untuk merubahnya menjadi senyawa fosfat yang mudah larut

dalam air, sehingga mudah diserap oleh akar tumbuh-tumbuhan (Basyuni, 2009).

Salah satu bahan induk yang banyak mengandung unsur-unsur hara yang

penting bagi tanaman adalah bahan induk yang berasal dari batuan beku. Proses

pelepasan hara dari batuan beku berbeda-beda, ada yang mudah melepaskan

elemen/hara ke dalam larutan tanah dan ada juga yang sangat lambat. Hal ini

disebabkan karena setiap jenis batuan beku mengandung mineral yang berbeda-

beda dan memiliki ketahanan yang berbeda pula (Ibrahim dan Ahmad, 2012).

Proses pelapukan menyebabkan terubahnya batuan asal menjadi material

lain yang sifat fisiknya menjadi lebih lemah. Proses ini dapat mempermudah atau

mempercepat terurainya ikatan kimia mineral pada batuan. Proses pelapukan dapat dibagi menjadi dua, yaitu: a) Pelapukan fisik, yang mengakibatkan pengurangan ukuran partikel; dan b) Pelapukan kimia, yang menyebabkan mineral pada batuan mengalami dekomposisi (Warmada dan Titisari, 2004).
Di alam, pelapukan fisik dan kimia dapat terjadi serempak. Keduanya biasanya mengawali proses pembentukan tanah dari batuan keras. Telah dilaporkan bukti bahwa bahan organik mempunyai pengaruh nyata terhadap pelapukan. Dalam beberapa kasus, tingkat pelapukan yang dirangsang oleh bahan organik tanah dapat lebih penting daripada yang dihasilkan oleh reaksi kimia saja. Melalui dekomposisi bahan organik, sejumlah senyawa organik dilepaskan atau dibentuk. Kebanyakan dari senyawa-senyawa organik tersebut, seperti asam-asam fluvat dan humat, mempunyai kapasitas untuk mengkhelat atau mengkompleks ion-ion logam (Tan, 1998).
Pemberian dua macam bahan yang berlainan dalam jumlah setara pada tanah tidak berarti bahwa hasil yang dicapai harus sama. Hal ini benar adanya apabila kedua bahan tersebut memiliki butir-butir berlainan, baik dalam besar maupun dalam kekerasan. Hal yang sudah jelas diketahui bahwa semakin halus suatu bahan, maka semakin cepat pula larut dan bereaksi dalam tanah (Buckman dan Brady, 1982).
Tingkat kelarutan akan menentukan kualitas batuan yang digunakan secara langsung sebagai pupuk. Demikian pula kehalusan atau ukuran butir pupuk, makin halus ukuran butir maka kelarutannya makin tinggi. Namun beberapa batuan kelarutannya ditentukan oleh sifat reaktivitas kimianya (Hartatik, 2011). Literatur Priyono (2005) menyatakan hasil kajian menunjukkan bahwa batuan

yang digiling halus sangat potensial untuk dapat digunakan sebagai pupuk yang secara agronomis lebih efektif atau sama efektifnya dengan pupuk kimia (dalam bentuk senyawa garam mudah larut dalam air).
Aplikasi Pengekstrak Beberapa cara praktis untuk mempercepat pelarutan hara dari batuan ke
dalam larutan tanah telah dikaji, misalnya melalui pengasaman (acidulation) dengan asam kuat dan penggilingan intensif. Teknik tersebut telah digunakan untuk memproduksi pupuk dan ternyata dapat meningkatkan efektivitas dari berbagai jenis mineral silikat, fosfat alam, basalt, dan K-feldspar (Priyono, 2005).
Asam-asam organik, merupakan bagian dari bahan organik, adalah hasil kegiatan jasad hidup baik yang terdapat di dalam maupun di permukaan batuan. Senyawa ini umumnya merupakan hasil buangan (sekresi, eksudat) atau pun rombakan. Asam-asam ini, seperti asam anorganik umumnya karena pada gugus fungsionalnya dapat mengalami disosiasi yang melepaskan proton (H+) dan proton ini dapat menyerang mineral batuan. Selain itu sisa asamnya (anion organik) dapat membentuk senyawa kompleks dengan kation-kation pada tepi mineral atau kation yang terlepas dari mineral. Dengan demikian asam-asam ini nyata berperan dalam pelapukan kimia (Ismagil dan Hanudin, 2005).
Pelapukan kimia di alam ini hanya dapat berlangsung apabila ada air, namun adanya asam-asam pelapukan tersebut dipercepat. Peran asam anorganik ataukah asam organik yang mempercepat pelapukan mineral merupakan pertanyaan yang sulit dijawab. Namun, dari kenyataan tanah atau batuan yang paling atas merupakan lingkungan biologi (biosfer) yang sangat padat, maka

diperkirakan bahwa asam organik lebih besar peranannya dalam pelapukan daripada asam-asam anorganik (Sposito, 1994).
Pengaruh asam-asam organik dalam degradasi mineral batuan berupa reaksi pelarutan. Proses pelarutan ini sebenarnya adalah reaksi terbaginya zat padat, mineral, ke dalam air atau larutan asam organik. Reaksi kimia yang utama pada pelarutan adalah hidrolisis, kemudian hidrolisis yang dipacu dengan adanya asam (Ismagil dan Hanudin, 2005).
Beberapa bahan yang diaplikasikan sebagai pengekstrak merupakan bahan-bahan yang mengandung asam-asam organik bertujuan dalam meningkatkan kelarutan agromineral antara lain urine sapi, air nenas, dan air gambut. Berdasarkan literatur Deptan (2012), pupuk organik merupakan pupuk dengan bahan dasar yang diambil dari alam dengan jumlah dan jenis unsur hara yang terkandung secara alami. Pupuk organik juga merupakan salah satu bahan yang berperan dalam upaya memperbaiki kesuburan tanah secara aman.
Urine sapi merupakan cairan dari proses pembuangan sisa metabolisme oleh ginjal yang kemudian akan dikeluarkan dari dalam tubuh sapi melalui proses urinasi. Berbeda dengan pupuk buatan yang hanya mengandung satu nutrisi saja, pupuk organik yang dibuat dari urine sapi mengandung nutrisi yang beragam dan seimbang. Untuk mengolahnya menjadi pupuk organik cair, urine sapi harus difermentasi dalam kondisi anaerob (Affandi, 2011).
Buah nenas merupakan salah satu buah yang dapat digunakan sebagai pupuk organik cair karena mampu menghasilkan mikroorganisme dari hasil fermentasinya. Kandungan kimia buah nenas dari bagian buah sangat bervariasi tergantung daerah pertumbuhannya, kondisi sebelum maupun sesuah panen. Buah

nenas mengandung protein 0,4%, gula 12-15%, asam 0,6% (terbanyak 85% asam sitrat), air 80-85%, dan vitamin. Asam organik utama yang terdapat dalam buah nenas adalah asam sitrat, yang merupakan asam tidak menguap yang terbanyak dalam buah nenas. Selain asam sitrat, dalam buah nenas juga terdapat asam malat dan asam oksalat. Dalam ekstrak buah nenas terdapat enzim bromelin yang dapat langsung digunakan (Wirakusumah, 2000).
Pada gambut, dekomposisi bahan organik dalam suasana anaerob menghasilkan senyawa-senyawa organik seperti protein, asam-asam organik, dan senyawa pembentuk humus. Asam-asam organik tersebut berwarna hitam dan membuat suasana tanah menjadi masam dan beracun bagi tanaman. Kisaran pH tanah gambut antara 3 hingga 5. Rendahnya pH ini menyebabkan sejumlah unsur hara seperti N, Ca, Mg, K, Bo, Cu, dan Mo tidak tersedia bagi tanaman. Unsur hara makro fosfat juga berada dalam jumlah yang rendah karena gambut sulit mengikat unsur ini sehingga mudah tercuci. Kemasaman yang tinggi (pH rendah) juga menyebabkan tidak aktifnya mikroorganisme, terutama bakteri tanah sehingga pertumbuhan cendawan merajalela dan reaksi tanah yang didukung oleh bakteri seperti fiksasi nitrogen dan mineralisasi gambut menjadi terhambat (Najiyati, dkk, 2005).
Sifat Kimia Ultisol Ultisol adalah tanah mineral yang berada pada daerah temperate sampai
tropis. Di Indonesia, ultisol merupakan daerah terluas dari lahan kering yang tersebar di Sumatera, Kalimantan, Sulawesi, Irian Jaya, serta sebagian kecil di Jawa terutama di wilayah Jawa Barat (Munir, 1996).

Ultisol dapat berkembang dari berbagai bahan induk, dari yang bersifat masam hingga basa. Namun sebagian besar bahan induk ini adalah batuan sedimen masam. Ultisol dicirikan oleh adanya akumulasi liat pada horizon bawah permukaan sehingga mengurangi daya resap air dan meningkatkan aliran permukaan dan erosi tanah. Umumnya tanah ini mempunyai potensi keracunan Al dan miskin kandungan bahan organik. Tanah ini juga miskin kandungan hara terutama P dan kation-kation dapat ditukar seperti Ca, Mg, Na, dan K, dan peka terhadap erosi (Prasetyo dan Suriadikarta, 2006).
Ultisol memiliki KTK sebesar kurang dari 24 cmol(+)/kg liat (dengan NH4OAc 1 N pH 7), pada 50 persen atau lebih dari (berdasarkan volume) horison argilik apabila ketebalannya kurang dari 100 cm atau pada 100 cm bagian atas horison tersebut. Kejenuhan basa (berdasarkan jumlah kation) sebesar kurang dari 35% pada kedalaman 125 cm di bawah atas horison argilik (tetapi tidak lebih dari 200 cm di bawah permukaan tanah mineral), atau 180 cm di bawah permukaan tanah mineral (Soil Survey Staff, 1998).
Kejenuhan basa menurun sesuai kedalaman, mencerminkan terjadinya daur basa-basa oleh tanaman atau adanya penambahan dari pupuk. Pada tanah yang tidak diolah, kejenuhan basa tertinggi normalnya pada beberapa cm langsung di bawah permukaan. Tanah ini dapat diubah menjadi produktif tinggi jika diberikan pemupukan (Rachim dan Arifin, 2011).
Reaksi tanah pada umumnya masam hingga sangat masam (pH 5-3,10), kecuali yang berasal dari batu gamping yang mempunyai reaksi netral hingga agak masam (pH 6,80-6,50). Kandungan hara umumnya rendah karena pencucian basa berlangsung intensif, sedangkan kandungan bahan organik

rendah karena proses dekomposisi berjalan cepat dan sebagian terbawa erosi (Prasetyo, dkk, 2000).
Reaksi Tanah (pH) Nilai pH tanah tidak sekedar menunjukkan suatu tanah asam atau alkali,
tetapi juga memberikan informasi tentang sifat-sifat tanah yang lain seperti ketersediaan fosfor, status kation-kation basa dan unsur racun (Mukhlis, 2007). Literatur Hakim, dkk (1986) menyatakan bahwa dalam keadaan yang sangat masam, Al menjadi sangat larut yang dijumpai dalam bentuk kation Al3+ dan hidroksida Al. Kedua ion Al itu lebih mudah terjerap pada koloid liat daripada ion H. Oleh karena Al berada dalam larutan tanah mudah terhidrolisis, maka Al merupakan penyebab kemasaman atau penyumbang ion H. Ion H yang dibebaskan secara demikian akan memberikan nilai pH rendah bagi larutan tanah dan mungkin merupakan sumber utama ion H dalam sebagian besar tanah masam.
Nilai pH tanah dapat digunakan sebagai indikator kesuburan kimiawi tanah, karena dapat mencerminkan ketersediaan hara dalam tanah tersebut. pH optimum untuk ketersediaan unsur hara tanah sekitar 7,0 karena pada pH ini semua unsur makro tersedia secara maksimum sedangkan unsur hara mikro tidak maksimum kecuali Mo, sehingga kemungkinan terjadinya toksisitas unsur mikro tertekan. Pada pH di bawah 6,5 dapat terjadi defisiensi P, Ca, dan Mg serta toksisitas B, Mn, Cu, dan Fe, sedangkan pada pH di atas 7,5 dapat terjadi defisiensi P, B, Fe, Mn, Cu, Zn, Ca, dan Mg, juga keracunan B dan Mo (Hanafiah, 2005).
Masalah kemasaman tanah pada umumnya ditangani dengan cara pengapuran atau pemberian bahan pembenah tanah. Semua material yang

mengandung senyawa Ca dan Mg dapat digunakan sebagai bahan pengapuran untuk menetralisir kemasaman tanah, yaitu meningkatkan pH tanah yang pada dasarnya meningkatkan kandungan Ca dan menurunkan kadar Al (Kusdarto, 2005).
C-organik Kandungan bahan organik dalam tanah merupakan salah satu faktor yang
berperan dalam menentukan keberhasilan suatu budidaya pertanian. Hal ini dikarenakan bahan organik dapat meningkatkan kesuburan kimia, fisika maupun biologi tanah. Penetapan kandungan bahan organik tanah dilakukan berdasarkan jumlah C-organik (Andre, 2009).
Bahan organik di dalam tanah dapat mempengaruhi ketersediaan P melalui dekomposisinya yang menghasilkan asam organik dan CO2. Asam-asam organik akan menghasilkan anion organik yang bersifat mengikat ion-ion seperti Al, Fe, dan Ca dalam larutan tanah. Dengan demikian konsentrasi ion Al, Fe, dan Ca yang bebas dalam larutan tanah akan berkurang sehingga diharapkan P tersedia akan lebih meningkat. Dengan kata lain, kecepatan pelepasan P dari bentuk tidak tersedia menjadi bentuk tersedia adalah sangat bergantung pada pH tanah dan bahan organik (Santoso, 1998).
Berdasarkan literatur Hanafiah (2005) menyatakan bahwa dari pelapukan bahan organik akan dihasilkan asam humat, asam fulvat, dan asam-asam organik lainnya. Asam-asam tersebut dapat mengikat logam seperti Al dan Fe, sehingga mampu mengurangi kemasaman tanah dan P akan lebih tersedia. Anion-anion organik seperti sitrat, asetat, tartarat, dan oksalat yang dibentuk selama pelapukan bahan organik dapat membantu pula pada pelepasan P yang diikat oleh

hidroksida-hidroksida Al, Fe, dan Ca dengan bereaksi membentuk senyawa kompleks.
P-tersedia Ketersediaan fosfor tanah untuk tanaman sangat dipengaruhi oleh sifat dan
ciri tanah itu sendiri. Pada ultisol, tidak tersedia dan tidak terlarutnya P disebabkan fiksasi oleh mineral-mineral liat dan ion-ion Al dan Fe yang membentuk senyawa kompleks yang tidak larut. Ada beberapa faktor yang turut mempengaruhi ketersediaan P tanah, yaitu tipe liat, pH tanah, waktu reaksi, temperatur, dan bahan organik tanah (Prasetyo dan Suriadikarta, 2006).
Fosfor diserap tanaman dalam bentuk H2PO4-, HPO42-, dan PO43-, atau tergantung dari nilai pH tanah. Fosfor sebagian besar berasal dari pelapukan batuan mineral alami, sisanya berasal dari pelapukan bahan organik. Walaupun sumber fosfor di dalam tanah mineral cukup banyak, tanaman masih bisa mengalami kekurangan fosfor (Novizan, 2002).
Fosfor lebih mudah larut pada tanah yang memiliki pH rendah (masam), sebaliknya pada tanah dengan pH tinggi, kelarutannya menurun. Oleh karena itu, fosfor tidak sesuai diaplikasikan pada tanah yang bereaksi netral hingga alkalis. Kadar Ca yang tinggi dalam tanah akan menghambat kelarutan fosfor (Hartatik, 2011).
Umumnya, P sukar tercuci oleh air hujan maupun air irigasi disebabkan karena P bereaksi dengan ion dan membentuk senyawa yang tingkat kelarutannya berkurang. Bahkan sebagian menjadi ion yang tidak tersedia untuk tanaman atau terfiksasi oleh senyawa lain (Rosmarkam dan Yuwono, 2002).

Basa-basa Tukar Secara teknis, basa adalah proton akseptor seperti ion OH sedangkan asam
adalah proton donor seperti ion H. Walaupun demikian, kation-kation seperti K, Na, Ca, dan Mg yang dapat dipertukarkan semuanya berkaitan dengan senyawasenyawa dalam tanah seperti K2CO3, Na2CO3, CaCO3, dan, MgCO3 yang reaksinya lebih basa dari asam. Untuk alasan ini, maka K, Na, Ca, dan Mg umumnya diacu sebagai basa-basa yang dapat dipertukarkan, sedangkan H pada umumnya disebut asam yang dapat dipertukarkan (Foth, 1994). Kalium
Kalium diserap tanaman dalam bentuk ion K+. Di dalam tanah, ion tersebut bersifat sangat dinamis. Tak mengherankan jika mudah tercuci pada tanah berpasir dan tanah dengan pH rendah. Bagi tanaman, ketersediaan kalium pada posisi ini agak lambat. Kandungan kalium sangat tergantung dari jenis mineral pembentuk tanah dan kondisi cuaca setempat (Novizan, 2002).
Kalium adalah unsur hara makro ketiga yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang relatif banyak setelah nitrogen dan fosfor, bahkan terkadang melebihi jumlah nitrogen sepeti halnya pada tanaman yang menghasilkan umbi. Kadar kalium total di dalam tanah umumnya cukup tinggi dan diperkirakan mencapai 2,6% dari total bobot tanah, tetapi kalium yang tersedia di dalam tanah cukup rendah (Damanik, dkk, 2011).
Kalium merupakan unsur yang paling mudah mengadakan persenyawaan dengan unsur atau zat lainnya, misalnya khlor dan magnesium. Pada tanaman kalium berfungsi untuk mempercepat pembentukan karbohidrat, memperkokoh tubuh tanaman, meningkatkan resistensi terhadap serangan hama dan penyakit

serta kekeringan, dan meningkatkan kualitas biji. Kalium memiliki sifat yang mudah larut, mudah terbawa (tercuci), dan mudah terfiksasi pada tanah. Sumber kalium antara lain beberapa jenis mineral, sisa-sisa tanaman dan jasad renik, air irigasi, abu pembakaran tanaman, maupun pupuk anorganik (Sutedjo dan Kartasapoetra, 1988).
Pada dasarnya, kalium dalam tanah berada dalam mineral yang melapuk dan melepaskan ion-ion kalium. Ion-ion tersebut diserap pada pertukaran kation dan siap tersedia untuk diambil oleh tanaman. Kalium yang tersedia menumpuk pada tanah dengan kelembaban lebih kering tanpa adanya pencucian. Pada umumnya tanah-tanah seperti ini bereaksi netral maupun basa sehingga tidak membutuhkan pengapuran dan pemupukan, bahkan memiliki produktivitas yang tinggi. Tanah organik biasanya miskin kalium dikarenakan tanah tersebut mengandung sedikit mineral kalium (Foth, 1994). Natrium
Natrium merupakan penyusun lithosfer keenam setelah kalsium, yaitu 2,75% yang berperan penting dalam menentukan karakteristik tanah dan pertumbuhan tanaman terutama di daerah kering dan agak kering yang berdekatan dengan pantai. Karena tingginya kadar natrium di laut, suatu tanah disebut alkali jika KTK atau muatan negatif koloid-koloidnya dijenuhi oleh ≥15% Na, yang mencerminkan unsur ini merupakan komponen dominan dari garam-garam laut yang ada. Pada tanah-tanah ini, mineral sumber utamanya adalah halit (NaCl). Sebagaimana unsur mikro, natrium juga bersifat toksik bagi tanaman jika terdapat dalam tanah dalam jumlah yang sedikit berlebihan (Hanafiah, 2005).

Natrium dilepaskan dari hasil pengikisan mineral. Di daerah basah, pencucian dengan mudah melenyapkan natrium karena daya ikatannya pada kompleks pertukaran tidak kuat, tetapi di daerah-daerah kering dapat terjadi penimbunan natrium dalam bentuk natrium karbonat dan cenderung menempati kompleks pertukaran. Hidrolisis natrium karbonat dan natrium yang dapat dipertukarkan menghasilkan suatu basa yang sangat kuat, yaitu NaOH. Apabila tanah 15% jenuh natrium atau natrium karbonat, maka nilai pH mungkin berada pada kisaran antara 8,5 dan 10 (Foth, 1994). Kalsium
Kalsium diserap oleh akar tanaman dari kompleks jerapan tanah atau dari larutan tanah dalam bentuk ion Ca2+. Kemampuan pertukaran kalsium dalam tanah sangat tergantung kepada kandungan liat pada tanah. Semakin tinggi kapasitas pertukaran kation, semakin tinggi kandungan liat, dan semakin tinggi kadar kalsiumnya (Warmada dan Titisari, 2004).
Kalsium merupakan kation yang sering dihubungkan dengan kemasaman tanah dikarenakan kation tersebut dapat mengurangi efek kemasaman. Selain itu juga dapat memberikan efek yang menguntungkan terhadap sifat dari tanah seperti ketersediaan hara dan aktivitas biologi pada tanah. Pada tanah yang berada di daerah basah, kalsium bersama dengan ion hidrogen merupakan kation yang dominan pada kompleks jerapan sedangkan di daerah humid, kehilangan kalsium sangat nyata sehingga pengapuran sangat disarankan (Hanafiah, 2005).
Banyak persamaan antara aktivitas kalsium, magnesium, dan kalium di dalam tanah. Unsur-unsur ini semua tersedia sebagai kation yang dapat dipertukarkan dan jumlah yang tersedia penting hubungannya dengan pengikisan

dan tingkat pencucian. Kation-kation yang dapat dibebaskan saat pengikisan diserap di tempat-tempat pertukaran kation. Terjadi keseimbangan antara bentukbentuk yang dapat dipertukarkan dan yang terlarut. Difusi ke permukaan akar merupakan proses yang paling penting dalam penyerapan dari tanah (Foth, 1994). Magnesium
Magnesium diambil tanaman dalam bentuk ion Mg2+ berperan sebagai penyusun klorofil. Bentuk magnesium di dalam tanah yang dapat diadsorpsi tanaman adalah bentuk yang dapat dipertukarkan atau bentuk yang larut dalam air. Keadaaan ion Mg ini dalam tanah hampir sama dengan kalium. Penyerapannya oleh tanaman sangat tergantung kepada jumlah yang tersedia dan jumlah yang dapat dipertukarkan (Hanafiah, 2005).
Sumber utama Mg untuk tanaman dari larutan tanah dan dari kompleks jerapan. Magnesium dapat ditukar umumnya berjumlah sekitar 4-20% dari total kation di dalam tanah, akan tetapi untuk tanah-tanah yang berasal dari batuan serpentin, magnesium dapat ditukar dapat melebihi kalsium. Persen kejenuhan aktual Mg tergantung pada sifat-sifat tanah, tanaman, dan faktor lain. Pada tanah ber-pH rendah, ketersediaan magnesium juga rendah (Winarso, 2005).
Kapasitas Tukar Kation (KTK) Salah satu sifat tanah yang berkaitan erat dengan ketersediaan hara bagi
tanaman dan menjadi indikator kesuburan tanah adalah kapasitas tukar kation (KTK) atau Cation Exchangeable Capacity (CEC). KTK dapat didefenisikan sebagai suatu kemampuan ko