141 diandra rizky andyana

SEMINAR NASIONAL JURUSAN FISIKA FMIPA UM 2016

Pengaruh Penyiraman Fe Terhadap Suseptibilitas Magnetik Tanah
Pada Media Tanaman Tomat Dan Implikasinya Pada Tinggi Batang,
Serta Lebar, Panjang, Dan Banyak Daun
DIANDRA RIZKY ANDYANA, SITI ZULAIKAH, SUTRISNO
Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Malang. Jl. Semarang 5 Malang,
ABSTRAK: Dalam penelitian ini telah dilakukan pengujian sifat fisika tanah,yakni uji
suseptibilitas magnetik tanah pada media tanaman tomat yang disiram Fe dengan konsentrasi
yang berbeda. Sebanyak 30 sampel tanaman tomat disiram dengan konsentrasi Fe yang berbeda,
yakni 0 gr/100 ml, 2,5 gr/100 ml, dan 5 gr/ 100 ml.
Suseptibilitas magnetik digunakan untuk mengetahui sebaran nilai suseptibilitas magnetik
frekuensi rendah (

χ lf

χ %

), frekuensi tinggi (

χ hf

), dan persentase suseptibilitas magnetik dependent

frequency ( fd ). Sementara itu kandungan unsur kimia sampel ditentukan dengan
menggunakan XRF (X-Ray Fluorescence).
Hasil pengukuran menunjukkan suseptibilitas magnetik

χ lf

pada konsentrasi 0 ml/100 gr

χ %

fd
sebanyak 10 sampel berada pada rentang 8,51-9,59 x10-6 m3kg-1 dengan
yaitu 0,11% 4,07%, pada konsentrasi 2,5 ml/100 gr sebanyak 10 sampel berkisar antara 8,84-9,76 x10-6 m3kg-

1 dengan

χ fd %

yaitu 0,11% - 2,58%, dan pada konsentrasi 5 ml/100 gr sebanyak 10 sampel

χ %

fd
yaitu 0,43% - 2,86%. Hasil pengujian
berkisar antara 8,55-10,50 x10-6 m3kg-1 dengan
menggunakan XRF, menunjukkan unsur yang terdapat pada enam sampel tanah tanaman tomat
yang tertinggi adalah Fe yakni rata-ratanya sebesar 45,6%.
Selisih rata-rata tinggi tanaman selama lima minggu semakin menurun yakni 3,59 cm pada
konsentrasi 0 gr/100 ml, 3,07 cm pada konsentrasi 2,5 gr/100 ml, dan 2,33 cm pada konsentrasi 5
gr/100 ml. selisih rata-rata lebar daun selama lima minggu yakni 0,57 cm pada konsentrasi 0
gr/100 ml, 0,67 cm pada konsentrasi 2,5 gr/100 ml, dan 0,65 cm pada konsentrasi 5 gr/100 ml.
selisih rata-rata panjang daun selama lima minggu menunjukkan bahwa terjadi peningkatan
yakni 0,72 cm pada konsentrasi 0 gr/100 ml, dan 0,93 cm pada konsentrasi 2,5 gr/100 ml,
kemudian sedikit menurun yaitu 0,86 cm pada konsentrasi 5 gr/100 ml namun nilai tersebut
masih relatif lebih besar jika dibandingkan dengan selisih rata-rata lebar daun pada konsentrasi
0 gr/100ml. selisih rata-rata banyak daun selama lima minggu menunjukkan bahwa terjadi
peningkatan yakni 3,8 cm pada konsentrasi 0 gr/100 ml, dan 5,1 cm pada konsentrasi 2,5 gr/100

ml, kemudian terjadi penurunan yaitu 2,9 cm pada konsentrasi 5 gr/100 ml.

Kata Kunci: Suseptibilitas Magnetik, XRF, Fe.

PENDAHULUAN
Tanah merupakan lapisan permukan bumi paling luar sebagai tempat tumbuhnya
tanaman. Komponen anorganik tanah sangat penting dalam produktivitas tanah, salah
satunya adalah unsur besi (Fe) (Ardilla, 2013). Besi merupakan salah satu unsur yang
mengalami perubahan pada kondisi tergenang yaitu dapat mengalami reduksi dari Fe
3+ menjadi Fe 2+. dari aspek ketersediaan hara perubahan ini menguntungkan bagi
tanaman, karena besi lebih tersedia dan dapat diserap oleh tanaman yaitu dalam
bentuk fero (Fe2+), namun apabila reduksi berlebih maka besi tersebut dapat lrut
melebihi dari kebutuhan tanaman, sehingga mengakibatkan keracunan tanaman
(Syafruddin, 2011).
Tanah sering menunjukkan efek peningkatan magnetik permukaan yang mana pada
permukaan tanah terdapat lebih banyak magnetik (Clement, 2010). Sifat magnetik
sebagian besar tanah dapat menggambarkan perilaku magnetik dari mineralmineralnya dan mineral tersebut menentukan sifat bulir magnetiknya (Schwertmann,
1977). Kehadiran oksida besi dalam bentuk yang berbeda dan jumlah yang berbeda
adalah penyebab utama dari sifat magnetik tanah (Glinski et all, 2011). Oksida besi
ISBN 978-602-71279-1-9

FEL-17

SEMINAR NASIONAL JURUSAN FISIKA FMIPA UM 2016
sangat penting bagi tanah. Oksida besi memiliki daya pewarnaan yang tinggi dan
menentukan warna banyak tanah. Dengan demikian, warna tanah ditentukan oleh
distribusi oksida besi dalam profil tanah serta membantu dalam menjelaskan kejadian
tanahnya, pemberian nama tanah, serta klasifikasi tanah (Schwertmann dan Taylor,
1997). Oksida besi yang mengandung mineral dapat ditemukan dalam batuan beku,
metamorf, dan batuan sedimen. Penyebaran mineral paling luas dari batuan sedimen
dan kuarsa, karbonat. Feldspar adalah diamagnetik dan juga tidak membawa
kontribusi cukup besar untuk perilaku magnetik dari tanah. Mineral yang terhidrasi
oksida besi seperti geotite merupakan mineral oksida besi yang paling berlimpah di
dalam tanah di seluruh dunia. Ferrihydrite dan lepidocrocite memberikan peran kecil
dalam menentukan sifat magnetik tanah (Glinski et all, 2011).
Zat besi tidak hanya penting untuk perkembangan tanaman,tetapi juga
berpartisipasi dalam mempengaruhi struktur tanah dan kesuburan tanah (Glinski et
all, 2011). Rentang kelarutan zat besi (Fe) sekitar 0,8-197,6 mg/kg (Naseem, 2012).
Konsentrasi magnetik dalam tanah dipengaruhi oleh bahan induk, usia tanah, proses
pembentukan tanah, aktivitas biologi dan suhu tanah (Glinski et all, 2011). Konsentrasi

dari mineral magnetik dalam tanah dapat diukur dengan menggunakan suseptibilitas
magnetik (Quijano, 2011). Suseptibilitas magnetik dalam tanah dapat digunakan untuk
menyimpulkan konsentrasi dari mineral magnetik (Quijano, 2011).
Dalam 20 tahun terakhir telah banyak penelitian pemanfaatan metode geofisika dalam
bidang pertanian (Allred et all 2008). Pengukuran nilai suseptibilitas magnetik juga
mulai diterapkan dalam berbagai bidang pertanian dan penelitian-penelitian yakni
analisis sifat fisika tanah pada area perkebunan apel (Munfarikha, 2014), mempelajari
pengaruh pemberian pestisida pada tanah vulkanik terhadap nilai suseptibilitas
magnetik daerah Bukit Tunggul dengan memanfaatkan metode kemagnetan batuan
(Agustine et all, 2013), hubungan parameter magnetik dengan kelimpahan hewan
nematoda pada tanah pertanian di Portugal (Lourenco et all, 2015) serta hubungan
antara suseptibilitas magnetik terhadap karakteristik permukaan topografis (Quijano et
all, 2011). Pengujian lain yang dapat digunakan selain nilai suseptibilitas magnetik
adalah dengan melakukan uji XRF. X-Ray Fluorescence (XRF) adalah alat untuk
mengetahui kandungan dalam suatu bahan. Jenis unsur yang terkandung dalam bahan
dianalisis secara kualitatif, dan untuk menentukan konsentrasi unsur dalam bahan
dianalisis secara kuantitatif (Cerato et all, 2013).
Untuk melanjutkan penelitian terkait analisis sifat suseptibilitas magnetik dan
mengamati pengaruh konsentrasi pemberian pupuk nanomagnetik Fe terhadap
pertumbuhan tanaman tomat masih belum pernah dilakukan. Oleh karena itu,

diperlukan penelitian lebih lanjut dengan judul Pengaruh Penyiraman Fe Terhadap
Suseptibilitas Magnetik Tanah Pada Media Tanaman Tomat Dan Implikasinya Pada
Tinggi Batang Serta Lebar, Panjang, Dan Banyak Daun . Dilakukan sejumlah
pengujian untuk mencari nilai suseptibilitas magnetik yakni untuk mengetahui
implikasi pemberian variasi konsentrasi Fe terhadap pertumbuhan tanaman tomat
melalui penyiraman dan juga uji kandungan bahan untuk menentukan unsur kimia
yang terkandung menggunakan XRF.

METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode eksperimental dimulai
dengan studi pustaka. Tahap pertama yaitu melakukan penanaman bibit tomat pada 30
buah polybag dengan beberapa polybag mendapatkan perlakuan yang berbeda. Polybag
1-10 dilakukan penanaman bibit tomat dengan perlakuan biasa tanpa disiram Fe
sebagai variabel kontrol. Polybag 11-20 dilakukan penanaman bibit tanaman tomat
dengan pemberian konsentrasi Fe yang sama yaitu 2.5 gr/100 ml. Polybag 21-30
dilakukan penanaman bibit tomat dengan pemberian konsentrasi Fe yang sama yaitu 5
gr/100 ml. Kemudian pertumbuhan pada tanaman-tanaman tersebut dilihat dan
diamati perbedaannya setiap satu minggu sekali. Lalu dilakukan pengujian beberapa
sifat fisika tanah, yakni uji XRF dan suseptibilitas magnetik pada tanah. Pengujian
ISBN 978-602-71279-1-9

FEL-18

SEMINAR NASIONAL JURUSAN FISIKA FMIPA UM 2016
suseptibilitas magnetik digunakan untuk mengetahui mineral magnetik pada sampel.
Sedangkan pengujian XRF dilakukan untuk mengetahui komposisi bahan.
HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Penentuan Komposisi Unsur dengan XRF

Menentukan komposisi unsur dengan menggunakan XRF (X-Ray Fluorescence).
Berdasarkan hasil pengujian dari enam buah sampel yang telah diambil mewakili tiaptiap variasi konsentrasi dengan nilai suseptibilitas yang tertinggi dan terendah. Hasil
Pengujian XRF ditunjukkan pada lampiran III. Sesuai lampiran, unsur yang terdapat
pada tanah media tanaman tomat adalah Al, Si, P, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn,
Eu, Re, Sr, dan Ba. Kandungan unsur pada masing-masing sampel ditunjukkan pada
Tabel 4.1 berikut ini.

Tabel 4.1
Unsur pada

Unsur

Sampe
l1

Persentasi Kandungan Unsur
Sampe
Samp Sampe Sampe
l2
el 3
l4
l5

Al

8%

7,80%

Si

26,10%

26,40%

K

1,10%

1,10%

Ca

13,60%

V

0,12%

P

Ti

Cr

Mn

-

2,23%
0,09%

0,58%

Sr

Yb

0,90%
-

1,10%

0,55%

-

0,52%

0,14%

0,15%

0,14%

0,15%

0,15%

2,18%
0,09%
0,74%

2,19%
0,08%

0,21%

0,40%

26,20%

12,70%

0,24%

Re

27,70%

12,80%

0,25%
0,61%

25,60%

13,20%

Cu

0,10%

8,00%

13,60%

45,22%

Zn

8,20%

1,10%

45,70%

Eu

8,00%

1,10%

Fe

0,27%

Sampe
l6

1,10%
13,80
%

0,73%
45,09
%

Ni

0,65%

0,55%

8,20%
26,10
%

Kandungan
6 Sampel

0,20%
0,10%
0,60%
0,40%
0,81%
-

0,21%
0,11%
0,50%
0,40%
0,75%
-

2,20%
0,09%
0,68%

2,22%
0,08%
0,66%

2,28%
0,09%
0,65%

46,22%

44,98%

46,40%

0,23%

0,22%

0,21%

0,20%
0,10%
0,50%
0,30%
0,82%
-

0,20%
0,10%
0,50%
0,30%
0,75%
0,02%

0,20%
0,10%
0,50%
0,40%
0,78%
-

4.2 Pengukuran Nilai Suseptibilitas Magnetik
Pengambilan data suseptibilitas magnetik dilakukan pada tanah tanaman tomat
menggunakan Magnetic
Susceptibilitymeter (Bartington Susceptibilitymeter type MS2) dengan tiga
kepekatan pupuk Fe yang berbeda yaitu
pada 0 gr/100 ml, 2,5 gr/100 ml dan 5 gr/100 ml. Hasil grafik suseptibilitas

χ

frekuensi rendah ( lf ), dan frekuensi tinggi (
pada Gambar 4.2 dan 4.3.
ISBN 978-602-71279-1-9

χ hf

) terhadap konsentrasi ditunjukkan
FEL-19

SEMINAR NASIONAL JURUSAN FISIKA FMIPA UM 2016

Gambar 4.2 Grafik Nilai Hubungan antara

Gambar 4.3 Grafik Nilai Hubungan antara

χ lf

χ hf

terhadap Konsentrasi Fe

terhadap Konsentrasi Fe

4.3 Analisis Pertumbuhan Tanaman
Adapun rata-rata suseptibilitas tanah, dan selisih pertumbuhan tanaman (tinggi
tanaman, panjang daun,lebar daun, dan banyak daun) selama lima minggu sebagai
berikut.
Tabel 4.3 Rata-Rata Suseptibilitas Tanah dan Selisih Pertumbuhan Tanaman
Konsentrasi
(gr/100 ml)

Pertumbuhan
dan akhir

awal

Tinggi (cm)

Lebar (cm)

Panjang
(cm)

Banyak
(cm)

0

9,153

3,59

0,57

0,72

3,8

2,5

9,355

3,07

0,67

0,93

5,1

5

9,589

2,33

0,65

0,86

2,9

Pengukuran PH tanah yang didapatkan yakni pada konsentrasi Fe 0 gr/100 ml
nilai PH tanah 6,4, pada konsentrasi Fe 2,5 gr/100 ml nilai PH tanah 6,2, dan pada
konsentrasi Fe 5 gr/100 ml nilai PH tanah 5,9.
ISBN 978-602-71279-1-9

FEL-20

SEMINAR NASIONAL JURUSAN FISIKA FMIPA UM 2016
KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan maka dapat ditarik kesimpulan
sebagai berikut.
1. Nilai suseptibilitas frekuensi rendah pada konsentrasi 0 ml/100gr sebanyak 10
sampel berkisar antara 8,51-9,59 x10-6m3kg-1 dengan suseptibilitas frequency
dependent yaitu 0,11% - 4,07%, 2.5 ml/100gr sebanyak 10 sampel berkisar antara
8,84-9,76 x10-6m3kg-1 dengan suseptibilitas frequency dependent yaitu 0,11% 2,58%, pada konsentrasi 5 ml/100gr sebanyak 10 sampel berkisar antara 8,55-10,50
x10-6m3kg-1 dengan suseptibilitas frequency dependent yaitu 0,43% - 2,86%. Pola
persebaran suseptibilitas lebih tinggi pada konsentrasi 0 gr/ 100ml.
2. selisih rata-rata tinggi tanaman selama lima minggu semakin menurun yakni 3,59
cm pada konsentrasi 0 gr/100ml dengan suseptibilitas magnetik sebesar 9,153 x10-6
m3kg-1, 3,07 cm pada konsentrasi 2,5 gr/100ml dengan suseptibilitas magnetik
sebesar 9,35 x10-6 m3kg-1, dan 2,33 cm pada konsentrasi 5 gr/100ml dengan
suseptibilitas magnetik sebesar 9,589 x10-6 m3kg-1. selisih rata-rata lebar daun
selama lima minggu semakin menurun yakni 3,59 cm pada konsentrasi 0 gr/100ml
dengan suseptibilitas magnetik sebesar 9,153 x10-6 m3kg-1, 3,07 cm pada
konsentrasi 2,5 gr/100ml dengan suseptibilitas magnetik sebesar 9,35 x10-6 m3kg-1,
dan 2,33 cm pada konsentrasi 5 gr/100ml dengan suseptibilitas magnetik sebesar
9,589 x10-6 m3kg-1. selisih rata-rata panjang daun selama lima minggu
menunjukkan bahwa terjadi peningkatan yakni 0,72 cm pada konsentrasi 0
gr/100ml dengan suseptibilitas magnetik sebesar 9,153 x10-6 m3kg-1, dan 0,93 cm
pada konsentrasi 2,5 gr/100ml dengan suseptibilitas magnetik sebesar 9,35 x10-6
m3kg-1, kemudian sedikit menurun yaitu 0,86 cm pada konsentrasi 5 gr/100ml
dengan suseptibilitas magnetik sebesar 9,589 x10-6 m3kg-1 namun nilai tersebut
masih relatif lebih besar jika dibandingkan dengan selisih rata-rata lebar daun
pada konsentrasi 0 gr/100ml. selisih rata-rata banyak daun selama lima minggu
menunjukkan bahwa terjadi peningkatan yakni 3,8 pada konsentrasi 0 gr/100ml
dengan suseptibilitas magnetik sebesar 9,153 x10-6 m3kg-1, dan 5,1 pada
konsentrasi 2,5 gr/100ml dengan suseptibilitas magnetik sebesar 9,35 x10-6 m3kg-1,
kemudian terjadi penurunan yaitu 2,9 pada konsentrasi 5 gr/100ml dengan
suseptibilitas magnetik sebesar 9,589 x10-6 m3kg-1.
UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis menyampaikan terimakasih kepada DP2M Dikti yang telah memberi
dana melalui hibah penelitian unggulan 2016-2017.

DAFTAR PUSTAKA
Agustine, E., Fitriani, D., Saifuddin, Ode, L., Tamuntuan, G., & Bijaksana, S. 2013.
Magnetic Susceptibility Properties Of Pesticide Contaminated Volcanic Soil.
Padjajaran International Physics Shymposium. 5.

Allred, B. J., Daniels, J.J., dan Ehsani, M.R. 2008. Handbook of Agricultural Geophysics.
United States of America : CRC Press Taylor and Francis Group.

Ardilla, Dita. 2013. Analisis Besi(Fe) dan Aluminium (Al) DalamTanah Lempung Secara
Spektrometri Serapan Atom. Prosiding Semirata FMIPA Universitas Negeri
Lampung.

Cerato, A. B. and Miller, G. A. 2013. Determination of Soil Stabilizer Content Using XRay Fluorescence. Geotechnical Testing Journal, Vol. 36, No. 5, pp. 781-785.
Clement, Bradford. 2010. The Effect of Wildfires on The Magnetic Properties of Soils in
The Everglades. Department of Geology and Geophysics, Texas A&M University,
USA.
Dam, R.L., Hendrickx, J.M.H., Harrison, B., Borchers, B., Norman, D. I., Ndur, S.,
Jasper, C., Niemeyer, P., Nartey, R., Vega, D., Calvo, L., and Simms, J.E. 2004.

ISBN 978-602-71279-1-9

FEL-21

SEMINAR NASIONAL JURUSAN FISIKA FMIPA UM 2016
Spatial Variability of Magnetic Soil Properties.USA : US Army Engineer
Researchand Development Center.

Dearing, J. 1999. Environmental Magnetic Suscepbility Using The Bartington
MS2System. British Library Cataloguing in Publication Data.
Glinski, J dan Horabik, J. 2011. Encyclopedia of Agrophysics. Netherlands: Spinger.

Harifan, E. 2015. Analisis Komposisi Unsur Fe Terhadap Nilai Suseptibilitas Magnetik
di Kota Padang Menggunakan Metode X-Ray Fluorescence. FMIPA Universitas
Negeri Padang.

Hikma, Rizka. 2015. Analisis Sifat Fisika Tanah Perkebunan Apel Melalui Pengukuran
Suseptibilitas Magnetik, XRF, dan GPR serta Implikasinya pada Produksi Apel.
Skripsi. Malang: FMIPA UM.
Lourenco, Ana. 2015. Relation Between Magnetic Parameters And Nematode Abundance
in Agricultural Soils of Portugal A Multidisciplinary Study in The Scope of
Environmental Magnetism. Springer International Publishing, Switzerland.
Marcon, P., and K. Ostanina, Overview of Methods for Magnetic Susceptibility
Measurement. PIERS Proceedings, Kuala Lumpur, Malaysia, March 2012.

Morgenstern, P., Bruggemann, L., Meissner,R., Seeger, J., and Wennrich, R. 2010.
Capability of XRF Method for Monitoring the Content of the Macronutriens Mg, P,
S, K and Ca in Agricultural Crops, Water Air Soil Poll., Vol. 209, pp.315-322.

Munfarikha, N. 2014. Measurement of Resistivity and Magnetic Susceptibility of Soil
Apple Agriculture Pujon Malang. Skripsi tidak diterbitkan. Malang:FMIPA UM.

Naseem, Shahid. 2012. Assesment of Geochemistry of Soils for Agriculture at Winder,
Balochitan, Pakistan.Department of Geology, University of Karachi, Pakistan.

Quijano, Laura. 2011. Magnetic Susceptibility In Top Soils And Bulk Cores of Cultivated
Calcisols. Proceedings Tandil, Argentina.
Sandgrend, P dan Snowball I. 2001. Application of Mineral Magnetic Techniques To
Paleolimnology. Department of Quaternary Geology, Swedan.

Schwertmann, V., and Taylor, R. 1977. Soil Magnetsim. Dari geos.education, (Online),
(http://www.geos.ed.ac.uk), diakses 8 Mei 2016.

Subekti. 2010. Pengukuran Anisotropi Suseptibilitas Magnetik. Surakarta : FMIPA
Universitas Sebelas Maret.
Syafruddin. 2011. Keracunan Besi Pada Tanaman Padi Dan Upaya Pengelolaannya
Pada Lahan Sawah. Cefars: Jurnal Agribisnis dan Pengembangan Wilayah Vol. 3
No. 1.

ISBN 978-602-71279-1-9

FEL-22