Sifat Fisika Tanah Dan Sifat Kimia Tanah

Copyright : Ir. Sri Manu Rohmiyati

SIFAT-SIFAT KIMIA TANAH
PERILAKU KIMIAWI TANAH MERUPAKAN
KESELURUHAN REAKSI FISIKA-KIMIA
MAUPUN REAKSI KIMIA YG BERLANGSUNG
ANTAR PENYUSUN TANAH, ANTARA
PENYUSUN TANAH DENGAN BAHAN YANG
DITAMBAHKAN KE DALAM TANAH, BAIK
DALAM BENTUK PUPUK MAUPUN BAHAN
PEMBENAH TANAH LAINNYA
(BOLT & BRUGGENWERT, 1978).

PERTUKARAN ION
• SANGAT PENTING DALAM PENILAIAN
TINGKAT KESUBURAN TANAH
• KOLOID YANG BERPERAN AKTIF DALAM
PROSES PERTUKARAN ION ADALAH
KOLOID ANORGANIK (LEMPUNG) DAN
KOLOID ORGANIK (HUMUS)
• KEDUANYA MEMPUNYAI PERMUKAAN

JENIS YANG TINGGI

PERTUKARAN ION
• PROSES PERTUKARAN ION PADA
FRAKSI DEBU SANGAT RENDAH
• PADA FRAKSI PASIR TIDAK
TERJADI PERTUKARAN SAMA
SEKALI

KAPASITAS PERTUKARAN KATION (KPK)
KPK (me/100 g TANAH) ADALAH
KEMAMPUAN KOLOID TANAH UNTUK
MENJERAP & MEMPERTUKARKAN
KATION DENGAN MUATAN YG SAMA
(SAMA-SAMA MUATAN +) PADA
PERMUKAAN KOLOID YG BERMUATAN
NEGATIF (LEMPUNG & SENYAWA
ORGANIK)

KAPASITAS PERTUKARAN ANION (KPA)

• KPA (me / 100 g TANAH) ADALAH
KEMAMPUAN KOLOID TANAH UNTUK
MENJERAP & MEMPERTUKARKAN
ANION DENGAN MUATAN YG SAMA
(SAMA-SAMA MUATAN NEGATIF)
PADA PERMUKAAN KOLOID YG
BERMUATAN POSITIF (OKSIDA BESI
DAN ALUMINIUM

KAPASITAS PERTUKARAN ANION (KPA)

• UMUMNYA KPK > KPA
• KECUALI PADA TANAH-TANAH
YANG KAYA OKSIDA BESI &
ALUMINIUM KPK < KPA

KOLOID LEMPUNG
• MINERAL LEMPUNG & ORGANIK
YANG BERPERAN DALAM

PENJERAPAN & PERTUKARAN ION
MEMPUNYAI INTI YANG
BERMUATAN NEGATIF, SEHINGGA
MAMPU MENJERAP ION POSITIF
(KATION) HIDRAT SEPERTI H+, K+,
+
++
++
+++
Na , Ca , Mg , Al .

KOLOID LEMPUNG
• KAPASITAS PERTUKARAN KATION
(KPK) BERVARIASI TERGANTUNG
PADA JENIS MINERAL LEMPUNGNYA.
• LEMPUNG KAOLINIT (LATOSOL,
PODZOLIK) KPK = 10- 20 me/100 g
• MINERAL MONTMORILONIT
(GRUMOSOL, VERTISOL)
KPK = 40 – 100 me / 100 g TANAH

KOLOID ORGANIK
• MUATAN NEGATIFNYA BERASAL DARI
GUGUS HIDROKSIL (- COOH) & GUGUS
FENOLIK ( -OH)
• GUGUS KARBOKSIL DAN GUGUS
FENOLIK BERPERAN AKTIF DALAM
PROSES PERTUKARAN ION
R-OH ----------------- R-O- + H+
R=COOH --------- R-COO- + H+

KOLOID HUMUS / ORGANIK
• MEMPUNYAI KAPASITAS
PERTUKARAN KATION (KPK) YANG
TINGGI = 150 – 300 me / 100 g.
• KOLOID HUMUS MEMPUNYAI
KEMAMPUAN MENYERAP AIR
BEBERAPA KALI LIPAT DARI BERAT
KERINGNYA

PERTUKARAN KATION
• JENIS KATION TERTUKAR YANG
++
PALING PENTING ADALAH Ca ,
Mg++, K+, Na+, H+, Al+++.
• JENIS KATION YG LEBIH SEDIKIT
TERTUKAR ADALAH NH4+ & Fe+++
• JENIS KATION YG PALING SEDIKIT
TERTUKAR ADALAH Mn++, Zn++, Cu++

PERTUKARAN KATION
• ION DLM TANAH YG DAPAT DIJERAP
MINERAL LEMPUNG & BERPOTENSI
MERACUN ADALAH Pb (TIMBAL), Cd
(CADMIUM), Hg (AIR RAKSA), Cr
(CROMIUM), Sr (STRONTIUM)
• KATION H+ & AL+++ ------
MERUPAKAN PENYEBAB
KEMASAMAN TANAH

KEJENUHAN BASA
• ADALAH PROPORSI KPK YG DITEMPATI
OLEH TOTAL KATION BASA
(KATION Ca++, Mg++, K+, Na+)
• CONTOH =
KEJENUHAN BASA SEBESAR 60 %,
BERARTI= 60 % DARI KOMPLEKS JERAPAN
TERDIRI KATION-2 BASA (Ca++, Mg++, K+,
Na+), DAN 40 % NYA ADALAH KATION
MASAM (H+ dan Al+++)

KOLOID MINERAL & ORGANIK
• MEMPENGARUHI NILAI KPK TANAH
• TANAH-2 DI WILAYAH TROPIKA BASAH
(INDONESIA) NILAI KPK =10 – 40 me/100
g TERGANTUNG PADA JENIS MINERAL
LEMPUNGNYA
• TANAH YANG DIDOMINASI OLEH FRAKSI
ORGANIK, KPK = 150 – 300 me/100 g

MEKANISME PERTUKARAN ION
Mg++ K+
H+ H+ H+ H+
Ca++
H+
H+
MISEL
MISEL
Na+ + 13 H+ ----
H+ + 2 Mg++ +
Ca++
H+
H+
3Ca++ +2K+
K+ Ca++ Mg++
H+ H+ H+ H+
+ Na+

• PERTUKARAN KATION DILAKUKAN DALAM
JUMLAH YG EKUIVALEN, SEHINGGA SATUAN

KPK MENGGUNAKAN SATUAN EKUIVALEN
ATAU MILIEQUIVALEN PER 100 GRAM (meq /
1OO g), ATAU ppm (PART PER MILLION)

PERTUKARAN ION
1 EQUIVALEN = 1 GRAM HIDROGEN (H+)
1 meq
= 1 mg H+ = 0,001 GRAM H+
JUMLAH EQUIVALEN KATION SBB :
1 H+ = 1 Na+ = ½ Mg++ = 1/3 Al+++
BERAT EQUIVALEN = BERAT ATOM
VALENSI

PERTUKARAN ION
CONTOH : H = 1/1 = 1
Na = 23/1 = 23
K = 39/1 = 39
Ca = 40/2 = 20
1 g H+ ∞ 23 g Na+ ∞ 39 g K+
∞ 20 g Ca++ ∞ 12 g Mg++

PERTUKARAN ANION
MESKIPUN MINERAL LEMPUNG,
HIDROKSIDA, DAN SENYAWA ORGANIK JUGA
MEMPUNYAI MUATAN POSITIF , TAPI
MUATAN NEGATIFNYA JAUH LEBIH BESAR
• KAPASITAS PERTUKARAN ANIONNYA (KPA)
TERLALU KECIL DIBANDINGKAN KAPASITAS
PERTUKARAN KATIONNYA (KPK)
• REAKSI PERTUKARAN ANION KURANG
PENTING DIBANDING PERTUKARAN KATION

FAKTOR YG MEMPENGARUHI KPK
• REAKSI TANAH (pH)
• TEKSTUR TANAH ATAU
KADAR LEMPUNG
• JENIS MINERAL LEMPUNG
• KANDUNGAN BAHAN ORGANIK

HUB. REAKSI TANAH (pH) - KPK

• PADA TANAH MASAM ATAU pH
RENDAH UMUMNYA KPK JUGA
RENDAH
• KARENA ION HIDROGEN (H+)
MAUPUN Al TERIKAT KUAT PADA
KOMPLEKS KOLOID TANAH
SEHINGGA KATION SUKAR
DIPERTUKARKAN

HUB. REAKSI TANAH (pH) - KPK
• JIKA pH TANAHMENINGKAT, MAKA
ION (H+) YG DIIKAT KOLOID TANAH
AKAN BERIONISASI (BERKURANG)
SEHINGGA TEMPATNYA LEBIH
MUDAH DIGANTIKAN OLEH
KATION LAIN
• PH TANAH MENINGKAT------- KPK
MENINGKAT

HUB. TEKSTUR TANAH - KPK

• PADA TANAH YG BERTEKSTUR
HALUS (KADAR LEMPUNG TINGGI),
MAKA NILAI KPK JUGA TINGGI.
• TANAH YG BERTEKSTUR KASAR
(PASIR) ---- KADAR LEMPUNG
SEDIKIT, MAKA NILAI KPK JUGA
RENDAH

HUB. JENIS MINERAL LEMPUNG - KPK
• LEMPUNG TIPE 1:1 (KAOLINIT) KPK NYA
RENDAH (10 - 20 meq/100 g)
• LEMPUNG TIPE 2:1 (MONTMORI LONIT)
KPK TINGGI (40 – 100 meq /100 g)
• TANAH YANG DIDOMINASI LEMPUNG
MONTMORILONIT (GRUMOSOL) KPK >
TANAH YANG DIDOMINASI LEMPUNG
KAOLINIT (LATOSOL, MEDITERAN, PMK)

HUB. KANDUNGAN BAHAN ORGANIK - KPK
• BAHAN ORGANIK MEMPUNYAI DAYA
JERAP KATION YANG LEBIH BESAR
DIBANDINGKAN KOLOID LEMPUNG
• SEMAKIN TINGGI KADAR BAHAN
ORGANIK TANAH, KPK SEMAKIN TINGGI
• JENIS BAHAN ORGANIK : KOMPOS,
PUPUK KANDANG, JANJANG KOSONG,
LIMBAH2 ORGANIK, SAMPAH KOTA

HUB. KPK - PENYEDIAAN HARA BAGI TAN.
• KATION DI KOMPLEKS KOLOID AKAN
DIPERTUKARKAN DENGAN ION H+
YANG DIHASILKAN AKAR TANAMAN
• KEMUDAHAN KATION TSB DIGANTIKAN
OLEH ION H+ TERGANTUNG PD
KEJENUHAN KATION TSB DI KOMPLEKS
PERTUKARAN

HUB.KPK - PENYEDIAAN HARA BAGI TAN.
• PADA TANAH YANG MEMPUNYAI KPK RENDAH
----------- PENAMBAHAN PUPUK (KATION)
TIDAK BOLEH BERLEBIHAN
• KARENA KEMAMPUAN KOLOID UNTUK
MEMPERTUKARKAN HANYA SEDIKIT
• SEHINGGA KELEBIHANNYA AKAN HILANG
TERCUCI / TERLINDI OLEH AIR PERKOLASI -------- PEMUPUKAN MENJADI KURANG /
TIDAK EFISIEN

LARUTAN TANAH
• ADALAH AIR TANAH YANG MENGANDUNG
ION-ION TERLARUT YG MERUPAKAN HARA
BAGI TANAMAN
• BESARNYA KONSENTRASI ION TERLARUT
BERAGAM, TERGANTUNG PADA JUMLAH
PELARUT (AIR)
• MUSIM KERING AIR BANYAK MENGUAP -
KONSENTRASI ION TINGGI (PEKAT) -------
BERBAHAYA BAGI TANAMN (PLASMOLISIS)

REAKSI TANAH/KEMASAMAN TANAH (pH)
• DINYATAKAN DG pH ---- pH = - log [H+]
• pH MASAM (< 7) ------- JIKA [H+] > [OH-]
• pH NETRAL ( = 7) ------- JIKA [H+] = [OH-]
• pH BASA/ALKALIN (>7) JIKA [H+] < [OH-]

KISARAN pH TANAH
• KISARAN pH TANAH MINERAL
BERVARIASI 3,5 – 9,5 ATAU >
• KEMASAMAN YANG SANGAT
KUAT / LUAR BIASA JARANG
DIJUMPAI, KECUALI PADA TANAH
GAMBUT (pH 3,0 – 4,0)

KISARAN pH TANAH
PH > 9,5 JUGA JARANG DIJUMPAI,
KECUALI PADA TANAH ARID
DENGAN KANDUNGAN NATRIUM
BIKARBONAT (Na2CO3) TINGGI

KLASIFIKASI KEMASAMAN TANAH
• LUAR BIASA MASAM - pH < 4,5
• MASAM SANGAT KUAT 4,5 – 5,0
• MASAM KUAT -------- 5,1 – 5,5
• MASAM SEDANG ----- 5,6 – 6,0
• AGAK MASAM -------- 6,1 – 6,5
• NETRAL ------------------ 6,6 – 7,3

KLASIFIKASI KEMASAMAN TANAH
• NETRAL ---------------- 6,6 – 7,3
• AGAK BASA ----------- 7,4 – 7,8
• BASA SEDANG -------- 7,9 – 8,4
• BASA KUAT ------------- 8,5 – 9,0
• BASA SANGAT KUAT --- pH > 9,0

TIPE KEMASAMAN TANAH
• KEMASAMAN AKTUAL /AKTIF --
pH (H2O)
IALAH KONSENTRASI ION H+
DALAM LARUTAN TANAH YANG
DIUKUR PADA TANAH DENGAN
PELARUT AIR DG PERBANDINGAN
TANAH : AIR = 1 : 1, 1 : 2,5 DAN
1:5

TIPE KEMASAMAN TANAH
• KEMASAMAN POTENSIAL /
KEMASAMAN TERTUKARKAN ----
pH (KCl) = IALAH KONSENTRASI ION
+
H YANG DIADSORBSI OLEH
KOLOID TANAH DAN DIUKUR
DENGAN MENGGUNAKAN
LARUTAN KCl

SUMBER KEMASAMAN TANAH
• RESPIRASI AKAR MENGHASILKAN GAS
CO2JIKA BERCAMPUR DG AIR
TANAH M’HASILKAN ASAM (ION H+)
CO2 + H2O ---------- HCO3- + H+.
• JIKA RESPIRASI AKAR INTENSIF DI
DALAM TANAH, MAKA pH TANAH
LEBIH MASAM

SUMBER KEMASAMAN TANAH
• DEKOMPOSISI BAHAN ORGANIK
MENGHASILKAN ASAM HUMAT DAN
ASAM VULVAT
• DRAINASI ATAU PENGERINGAN
SENYAWA TEREDUKSI (TERGENANG)
MENGHASILKAN ASAM.
FeS2 + O2 --------- H2SO4 (ASAM)

SUMBER KEMASAMAN TANAH
• AIR HUJAN MENGANDUNG ION H+
========pH 5,6
• AIR HUJAN BERCAMPUR GAS SO2,
NO2, F HASIL BUANGAN PABRIK
------------ pH < 4,0

SUMBER KEMASAMAN TANAH
• PENGGUNAAN PUPUK YANG
BERSIFAT MASAM (ZA) DALAM
JANGKA PANJANG
• CURAH HUJAN TINGGI =====
TERJADI PELINDIAN KATION-2
BASA (Ca, Mg, K, Na)

PENGARUH KEMASAMAN TANAH
• UNTUK PROSES PEMBENTUKAN
TANAH (ALIHRUPA MINERAL &
BAHAN ORGANIK)
• MEMPENGARUHI KELARUTAN
UNSUR HARA DALAM TANAH

PENGARUH KEMASAMAN TANAH
• pH OPTIMUM UNTUK
PERTUMBUHAN TANAMAN 5,5 – 6,5
 KELARUTAN UNSUR HARA MAKRO
BANYAK DAN KELARUTAN UNSUR
MIKRO SEDIKIT ===== TIDAK
MENGHAMBAT PERTUMBUHAN
TANAMAN

PENGARUH KEMASAMAN TANAH
• PADA pH MASAM, UNSUR MIKRO
LOGAM (Fe, Mn,Zn, Cu) SANGAT
LARUT ==== BERAKIBAT
RACUN/ TOKSIK SEHINGGA
PERTUMBUHAN TANAMAN
TERHAMBAT

PENGARUH KEMASAMAN TANAH
• UNSUR Fe & Al YG SANGAT LARUT
AKAN MENGIKAT FOSFOR (P)
MENJADI SENYAWA SUKAR LARUT
(Fe-P, Al-P) -- FOSFOR (P) TIDAK
TERSEDIA BAGI TAN.
• PADAHAL FOSFOR (P) MERUPAKAN
UNSUR HARA MAKRO

PENGARUH KEMASAMAN TANAH
• PADA pH TINGGI / BASA ---- ION
Ca & Mg MENJADI SANGAT LARUT
• Ca & Mg YG LARUT AKAN
MENGIKAT UNSUR FOSFOR (P)
MEMBENTUK SENYAWA TIDAK
LARUT (Ca-P, Mg-P)

PENGARUH KEMASAMAN TANAH
• UNSUR FOSFOR (P) YANG TERIKAT
OLEH Ca & Mg MENYEBABKAN
UNSUR FOSFOR (P) MENJADI TIDAK
TERSEDIA BAGI TANAMAN
• PADAHAL FOSFOR (P) MERUPAKAN
UNSUR HARA MAKRO

TANAH MASAM DI INDONESIA
• LEBIH DARI 50 % LUAS LAHAN DI
INDONESIA SELUAS 190 JUTA HA
ADALAH TANAH MASAM YANG
TERBENTUK KARENA PENCUCIAN/
PELINDIAN KATION-2 BASA OLEH
AKTIVITAS IKLIM YG INTENSIF

TANAH MASAM DI INDONESIA
• JENIS TANAH MINERAL YANG
TERMASUK TANAH MASAM =
PODZOLIK (38,401 JUTA HA),
LATOSOL (17.160 JUTA HA),
SEBAGIAN TANAH ALUVIAL
• TANAH ORGANIK (27.063 JUTA HA)

PERMASALAHAN TANAH MASAM
• UNSUR HARA MAKRO =FOSFOR
(P), MAGNESIUM (Mg), KALSIUM
(Ca) KURANG TERSEDIA -------
PERTUMB TANAMAN TERHAMBAT
• UNSUR MIKRO Mo KURANG
TERSEDIA ------ MENGHAMBAT
FIKSASI NITROGEN PADA
TANAMAN LEGUM

PERMASALAHAN TANAH MASAM
• UNSUR MIKRO LOGAM (Fe, Mn, Zn,
Cu) BERLEBIHAN -----
MENGHAMBAT PERTUMB. TAN.
• ALUMINIUM SANGAT LARUT ----
MENGHAMBAT PERTUMBUHAN
TANAMAN, PERPANJANGAN AKAR,
PEMBENTUKAN AKAR LATERAL &
BULU AKAR

MENGATASI KEMASAMAN TANAH
• MENGATASI MASALAH
KEMASAMAN TANAH DENGAN
PEMBERIAN KAPUR
(PENGAPURAN)
• BAHAN KAPUR : CALSITE (CaCO3)
DOLOMITE (CaMgCO3)

MENGATASI KEMASAMAN TANAH
• TUJUAN PENGAPURAN ADALAH
MENINGKATKAN pH SAMPAI pH
OPTIMUM SEHINGGA UNSUR HARA
MAKRO CUKUP TERSEDIA
• DAN KELARUTAN UNSUR HARA
MIKRO DITURUNKAN PADA TINGKAT
TIDAK MENGHAMBAT
PERTUMBUHAN TANAMAN

PENGARUH KAPUR PADA SIFAT TANAH
• KETERSEDIAAN KALSIUM (Ca)
MENINGKAT
• KETERSEDIAAN UNSUR HARA
MAKRO MENINGKAT (N, P, K, Mg)
• KETERSEDIAAN MOLIBDENUM
(Mo) MENINGKAT -- FIKSASI N
PADA TANAMAN LEGUM
MENINGKAT ---- SUBUR

PENGARUH KAPUR PADA SIFAT
TANAH
• KELARUTAN ALUMINIUM YANG
MENGHAMBAT PERTUMBUHAN
TANAMAN AKAN MENURUN
• pH TANAH MENINGKAT -----
AKTIVITAS MIKRO-ORGANISME
MENINGKAT

pH OPTIMUM UNT. PERTUMB TAN
• BAWANG
• KENTANG
• JAGUNG,PADI
• GANDUM
• KEDELAI

= 5,8 – 7,0
= 4,8 – 6,5
= 5,0 – 7,5
= 5,0 – 7,5
= 4,5 – 6,0

pH OPTIMUM UNT. PERTUMB TAN
• KOPI, KAKAO
= 5,5 – 7,5
• TEMBAKAU
= 5,5 – 7,5
• TEH
= 4,8 – 6,3
• KARET
= 3,5 – 8,0
• KELAPA, KELAPA SAWIT = 6,5 – 7,0