Makalah N Total Tanah - Makalah
ANALISA KADAR UNSUR HARA KARBON ORGANIK DAN NITROGEN DI
DALAM TANAH PERKEBUNAN KELAPA SAWIT BENGKALIS RIAU
TUGAS AKHIR
AHMAD FAUZI
052401065
PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 KIMIA ANALIS
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2008
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
ANALISA KADAR UNSUR HARA KARBON ORGANIK DAN NITROGEN DI
DALAM TANAH PERKEBUNAN KELAPA SAWIT BENGKALIS RIAU
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya
AHMAD FAUZI
052401065
PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 KIMIA ANALIS
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2008
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: ANALISA KADAR UNSUR HARA KARBON
ORGANIK DAN NITROGEN DI DALAM TANAH
PERKEBUNAN KELAPA SAWIT BENGKALIS
RIAU
: TUGAS AKHIR
: AHMAD FAUZI
: 052401065
: DIPLOMA (III) KIMIA ANALIS
: KIMIA
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA
UTARA
Disetujui di
Medan, Juni 2008
Diketahui/disetujui oleh
Ketua Departemen Kimia FMIPA USU
Dosen Pembimbing
Dr. Rumondang Bulan Nst, MSi
NIP : 131 459 466
Drs. Firman Sebayang,MS
NIP : 131 459 468
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
PERNYATAAN
ANALISA KADAR UNSUR HARA KARBON ORGANIK DAN NITROGEN DI
DALAM TANAH PERKEBUNAN KELAPA SAWIT BENGKALIS RIAU
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.
Medan,
Juni 2008
Ahmad Fauzi
052401065
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
ABSTRAK
Telah dilakukan analisa kadar unsur hara Karbon Organik dan Nitrogen di dalam
tanah perkebunan kelapa sawit Bengkalis Riau di Pusat Penelitian Kelapa Sawit
(PPKS) Medan. Kadar Karbon Organik di analisa dengan cara Walkley And Black,
sedangkan kadar Nitrogen di analisa dengan cara Kjeltec Auto Destilation. Dari hasil
analisa di dapat rata-rata kadar Karbon Organik yang rendah yaitu 0,732% atau <
1,0%. Sedangkan hasil analisa kadar Nitrogen didapatkan rata-rata kadar Nitrogen
yang rendah yaitu 0,058% atau < 0,10%.
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
THE ANALYSIS VALUE OF ELEMEN HARA CARBON ORGANIC AND
NITROGEN IN PALM PLANTATION LAND BENGKALIS RIAU
ABSTRACT
Have been done analysis value of elemen hara carbon organic and nitrogen in palm
plantation land Bengkalis Riau at Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) Medan. The
value of carbon organic in analysis by the way of Walkley And Black, while the value
of Nitrogen in analysis by the way of Kjeltec Auto Destilation. From analysis result
got average of low carbon organik value that is 0,732% or < 1,0%, while analysis
result of nitrogen value got average of low that is 0,058% or < 0,10%.
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
PENGHARGAAN
Segala puji bagi Allah SWT yang mana dengan izin dan rahmat-NYA penulis
dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang diberi judul “ANALISA KADAR UNSUR
HARA KARBON ORGANIK DAN NITROGEN DI DALAM TANAH
PERKEBUNAN KELAPA SAWIT BENGKALIS RIAU”. Tugas akhir ini disusun
untuk melengkapi salah satu persyaratan agar dapat menyelesaikan pendidikan
Diploma 3 Kimia Analis.
Selanjutnya dalam kesempatan ini, perkenankanlah penulis untuk
menyampaikan ucapan terima kasih kepada teristimewa Ayahanda Rusydi dan Ibunda
Fatimawati tercinta yang telah memberikan kasih sayang dan do’a restunya dengan
hati yang ikhlas kepada penulis serta dukungan baik secara materi maupun moril
sehingga dapat menghantarkan penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Selama penulisan tugas akhir ini, penulis banyak mendapat bantuan dan
bimbingan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Drs. Firman Sebayang, M.S , selaku dosen pembimbing.
2. Ibu Dr. Rumondang Bulan Nst, MS , selaku Kepala Departemen Kimia
FMIPA USU.
3. Bapak Dr. Eddy Marlianto, M.Sc , selaku Dekan Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) USU.
4. Bapak Drs. Eka Nuryanto, M.Si , selaku Pembimbing Praktek Kerja Lapangan
dan Manager Laboratorium Pelayanan PPKS Medan.
5. Saudara-saudaraku Bang Faisal ST, Kak Afni A.md dan Adik Reza.
6. Seluruh rekan-rekan Mahasiswa Kimia Analis khususnya angkatan 2005 yang
namanya tidak dapat disebutkan satu per satu.
Atas segala bantuan, penulis hanya dapat ber do’a semoga amal baik kita
mendapat Ridho dari Allah SWT, Amiin.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa karya ilmiah ini masih jauh dari
kesempurnaan, hal ini disebabkan karena terbatasnya kemampuan dan pengetahuan
yang dimiliki penulis. Oleh sebab itu kritik dan saran dari semua pihak yang sifatnya
memperbaiki dan membangun penulisan karya ilmiah ini sangat diharapkan untuk
kesempuraaan. Semoga karya ilmiah ini dapat berguna bagi para pembaca.
Medan,
Juni 2008
Penulis
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
( Ahmad Fauzi )
DAFTAR ISI
PERSETUJUAN .............................................................................................
PERNYATAAN ..............................................................................................
ABSTRAK ......................................................................................................
PENGHARGAAN ...........................................................................................
DAFTAR ISI ...................................................................................................
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................
DAFTAR TABEL ...........................................................................................
BAB I
PENDAHULUAN ..........................................................................
1.1. Latar Belakang ................................................................................
1.2. Permasalahan ..................................................................................
1.3. Tujuan .............................................................................................
1.4. Manfaat ...........................................................................................
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................
2.1. Pengertian Tanah .............................................................................
2.2. Kimia Tanah ....................................................................................
2.3. Unsur Hara Makro Karbon (C) ........................................................
2.4. Unsur Hara Nitrogen Di Dalam Tanah .............................................
2.5. Analisa Nitrogen Dengan Metode Kjeldahl .......................................
2.6. Perbandingan Karbon-Nitrogen (C/N) .............................................
BAB III BAHAN DAN METODE PERCOBAAN .....................................
3.1. Persiapan Contoh Tanah ..................................................................
3.1.1. Mengeringkan Contoh Tanah ..........................................................
3.1.2. Menghaluskan Contoh Tanah ..........................................................
3.2. Proses Analisis Contoh Tanah .........................................................
3.2.1. Penetapan C – Organik Cara Walkley And Black ............................
3.2.2. Penetapan Nitrogen (N) Cara Kjeltec Auto Destilation ....................
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................
4.1. Hasil Analisis Penetapan C – Organik Cara Walkley And Black ......
4.2.
Hasil Analisis Penetapan Nitrogen (N) Cara Kjeltec Auto
Destilation .......................................................................................
4.3. Pembahasan .....................................................................................
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................
5.1. Kesimpulan .....................................................................................
5.2. Saran ...............................................................................................
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
i
ii
iii
v
vi
vii
viii
1
1
3
3
3
4
4
18
24
26
29
31
34
34
34
34
35
35
37
41
41
43
45
48
48
48
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
DAFTAR LAMPIRAN
. 1.
Kriteria Penilaian Sifat Kimia Tanah
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
DAFTAR TABEL
1. Tabel 1.5. Kadar Karbon (C) Organik Tanah ............................................. 41
2. Tabel 1.6. Kadar Nitrogen (N) contoh tanah
............................................. 43
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pertumbuhan tanaman dipengaruhi oleh sifat-sifat kesuburan tanahnya yakni
kesuburan fisik, kesuburan kimia dan kesuburan biologis. Kalau kesuburan fisik lebih
mengutamakan tentang keadaan fisik tanah yang banyak kaitannya dengan penyediaan
air dan udara tanah, maka kesuburan kimia yang menyangkut dalam masalah –
masalah ketersediaan unsur hara bagi pertumbuhan tanaman.
Dalam pembicaraan tentang tanah sebagai ekosistem telah dijelaskan bahwa
tanah bukan massa mati. Ada kehidupan dalam tanah berupa akar tumbuhan dan flora
serta fauna tanah, sehubungan dengan produksi enzim, CO2, dan beraneka zat organik,
kehidupan dalam tanah bertanggungjawab atas terjadinya banyak alihragam fisik dan
kimia. Sifat dan tampakan tanah yang mengimplikasikan kegiatan hayati ialah
perbandingan C/N, kadar bahan organik atau kandungan biomassa tiap satuan
luas/volum tanah, tingkat perombakan bahan organik, pembentukan krotovina, dan
permintaan oksigen.
Perbandingan C/N berguna sebagai penanda kemudahan perombakan bahan
organik dan kegiatan jasad renik tanah. Kebanyakan energi yang diperlukan untuk
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
mempertahankan populasi tanah berfungsi dan mendukung kelangsungan proses tanah
yang begitu banyak berasal dari konversi karbon organik menjadi karbon dioksida.
Akan tetapi apabila perbandingan C/N terlalu lebar, berarti ketersediaan C sebagai
sumber energi berlebihan menurut perbandingannya dengan ketersediaan N bagi
pembentukan protein mikrobia, kegiatan jasad renik akan terhambat (Tejoyuwono,
1998).
Hubungan antara karbon dan nitrogen di dalam tanah sangat penting.
Hubungan ini dinyatakan dengan istilah C/N. Di dalam lapisan olah tanah C/N
berkisar antara 8:1 sampai 15:1 dan harga rata-ratanya sekitar 10 – 12. Ratio karbon
dan nitrogen (C/N) mempunyai arti penting misalnya apakah terjadi kompetisi antara
jasad renik renik dan tanaman terhadap kebutuhan unsur hara nitrogen. Selanjutnya
C/N berguna untuk mengetahui tingkat pelapukan dan kecepatan penguraian bahan
organik serta ketersedianya unsur hara nitrogen didalam tanah (Bachtiar, 2006).
Rasio Karbon-Nitrogen (C/N) merupakan cara untuk menunjukkan gambaran
kandungan Nitrogen relatif. Rasio C/N dari bahan organik merupakan petunjuk
kemungkinan kekurangan nitrogen dan persaingan di antara mikroba-mikroba dan
tanaman tingkat tinggi dalam penggunaan nitrogen yang tersedia dalam tanah (Foth,
1991).
Dari penjelasan di atas maka penulis akan membuat judul “ Analisa Kadar
Unsur Hara Karbon Organik dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau“ yang merupakan dua parameter dari beberapa parameter dalam
pengujian kimia tanah untuk mengetahui tingkat kesuburan tanah pada lahan
perkebunan kelapa sawit di PPKS Medan.
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
1.2. Permasalahan
Perkebunan kelapa sawit merupakan salah satu faktor penting di dalam perkembangan
perekonomian di Indonesia Khususnya di Sumatera Utara. Untuk mendapatkan kelapa
sawit yang berkualitas tinggi maka diperlukan suatu faktor pendukung, salah satunya
adalah faktor kesuburan tanah. Namun pada tanah yang dijadikan sebagai lahan
perkebunan kelapa sawit ini belum diketahui tingkat kesuburannya, oleh karena itu
perlu dilakukan pengujian kimia tanah, sebahagian diantaranya adalah analisa
terhadap kadar Karbon (C) organik dan kadar Nitrogen (N) dari tanah, sehingga dapat
diketahui tingkat kesuburan tanah tersebut, selain itu dari analisa tersebut diketahui
perbandingan kadar Karbon-Nitrogen yang dituliskan dengan C/N.
1.3. Tujuan
Adapun tujuan dari analisa tersebut adalah untuk menentukan kadar Karbon (C)
Organik dan Nitrogen (N).
1.4. Manfaat
-
Mengetahui tingkat kesuburan tanah yang dilihat dari kadar Karbon (C) Organik
dan Nitrogen (N).
-
Mengetahui perbandingan nilai Karbon-Nitrogen (C/N).
-
Memberikan informasi tentang kadar unsur hara Karbon Organik dan Nitrogen di
laboratorium pelayanan Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) Medan.
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengertian Tanah
Tanah terdapat dimana saja dan selalu berada disekeliling kita, tapi pengertian tanah
bagi setiap orang akan selalu berbeda tergantung dari sudut mana orang itu melihat
tanah. Kebanyakan orang tisak pernah memikirkan asal kejadian tanah, darimana
asalnya, dan bagaimana sifat-sifatnya, padahal sifat-sifat tanah di suatu tempat akan
berbeda dengan sifat tanah di tempat lain.
Batasan atau defenisi tanah banyak dibuat orang, adakalanya defenisi itu
singkat saja, tapi ada pula yang cukup panjang. Defenisi tanah yang dibuat oleh Joffe
dan Marbut, ahli tanah kenamaan dari Amerika Serikat adalah sebagai berikut
“Tanah adalah tubuh alam (Natural Body) yang terbentuk dan berkembang
sebagai akibat bekerjanya gaya-gaya alam (Natural Forces) terhadap bahan-bahan
alam (Natural Material) dipermukaan bumi.”
Tubuh alam ini dapat berdiferensiasi membentuk horizon-horizon mineral
ataupun organik, yang kedalamannya beragam dengan sifat-sifatnya yang berbeda,
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
dengan bahan induk yang terletak dibawahnya dalam hal, morfologi, komposisi kimia,
sifat-sifat fisik, maupun sifat biologisnya.
Schoeder (1972) menyatakan bahwa : Tanah itu sebagai suatu sistem tiga fase,
yang mengandung air, udara dan bahan-bahan mineral dan bahan organik serta jasadjasad hidup, yang karena berbagai faktor lingkungan terhadap permukaan bumi dan
kurun waktu, membentuk berbagai hasil perubahan yang memiliki ciri-ciri morfologi
yang khas, sehingga berperan sebagai tempat tumbuh tanaman.
Yustus von Liebig seorang ilmuwan Jerman menggambarkan tanah sebagai
laboratorium kimia dan alam ini, dimana terjadi berbagai penguraian kimia dan reaksireaksi sintesis yang terjadi secara sembunyi.
Meskipun tidak begitu penting adanya pengertian tanah yang universal tetapi
demi penguraian-penguraian selanjutnya maka dirasa perlu adanya rumusan
pengertian yang dapat diterima secara umum agar pembaca mendapat gambaran serba
sama dan tidak simpang siur. Pengertan tanah tersebut adalah sebagai berikut :
“ Tanah adalah suatu benda alami yang terdapat di permukaan kulit bumi,
yang tersusun dari bahan-bahan mineral sebagai hasil pelapukan batuan dan bahan
organik sebagai hasil pelapukan sisa-sisa makanan dan hewan, yang merupakan
medium pertumbuhan tanaman dengan sifat-sifat tertentu yang terjadi akibat
gabungan dari faktor iklim, bahan induk, bentuk wilayah dan waktu pembentukan
tanah” (Bachtiar, 2006).
Dalam bidang pertanian, tanah memiliki arti yang lebih khusus dan penting
sebagai media tumbuh tanaman darat. Tanah berasal dari hasil pelapukan batuan
bercampur dengan sisa bahan organik dari organisme (vegetasi atau hewan) yang
hidup di atasnya atau di dalamnya. Selain itu di dalam tanah terdapat pula udara dan
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
air yang berasal dari hujan yang ditahan oleh tanah sehingga tidak meresap ke tempat
lain. Dalam proses pembentukan tanah, selain campuran bahan mineral dan bahan
organik terbentuk pula lapisan-lapisan tanah yang disebut horizon. Dengan demikian
tanah (dalam arti pertanian) dapat didefenisikan sebagai kumpulan benda alam di
permukaan bumi yang tersusun dalam horizon-horizon, terdiri dari campuran bahan
mineral, bahan organik, air dan udara, dan merupakan media tumbuhnya tanaman.
Secara umum tanah dapat dipelajari dengan pendekatan pedologi dan
pendekatan edaphologi.
Ilmu yang mempelajari proses-proses pembentukan tanah
beserta faktor-faktor pembentuknya, klasifikasi tanah, survai tanah, dan cara-cara
pengamatan tanah di lapang disebut “Pedologi”. Dalam hal ini tanah dipandang
sebagai suatu benda alam yang dinamis dan tidak secara khusus dihubungkan dengan
pertumbuhan tanaman.
Walaupun demikian penemuan-penemuan dalam bidang
pedologi akan sangat bermanfaat pula dalam bidang pertanian maupun non pertanian
misalnya pembuatan bangunan (teknik sipil).
Apabila tanah dipelajari dalam hubungannya dengan pertumbuhan tanaman
disebut “edaphologi”. Dalam edaphologi yang dipelajari adalah sifat-sifat tanah dan
pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman, serta usaha-usaha yang perlu dilakukan
untuk memperbaiki sifat-sifat tanah (fisik, kimia dan biologi), bagi pertumbuhan
tanaman seperti pemupukan pengapuran dan lain-lain.
Meningkatnya pengetahuan manusia tentang tanah, maka Ilmu Tanah menjadi
Ilmu yang sangat luas, sehingga untuk dapat mempelajarinya dengan baik perlu
pengelompokkan lebih lanjut kedalam bidang-bidang Ilmu Tanah yang lebih khusus
seperti Fisika Tanah, Kimia tanah, Kesuburan tanah, Mikrobiologi Tanah,
Pengawetan Tanah dan Air, Mineralogi Tanah, Genesis dan Klasifikasi Tanah,
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
Geografi Tanah, Survai Tanah dan Evaluasi Lahan. Kesuburan Tanah mempelajari
hubungan unsur-unsur hara dalam tanah dengan pertumbuhan tanaman, pemupukan
dan usaha-usaha lain dalam memperbaiki sifat-sifat tanah (sifat fisik, kimia dan
biologi tanah) untuk pertumbuhan tanaman.
Sifat fisik tanah yang terpenting adalah : solum, tekstur, struktur, kadar air
tanah, drainase dan porisitas tanah, dll. Sifat kimia tanah meliputi : kadar unsur hara
tanah, reaksi tanah (pH), kapasitas tukar kation tanah (KTK), kejenuhan basa (KB),
kemasaman dapat dipertukarkan (Al dan H), dan lain-lain. Sedangkan sifat biologi
tanah meliputi : bahan organik tanah, flora dan fauna tanah (khususnya
mikroorganisme penting : bakteri, fungi dan Algae), interaksi mikroorganisme tanah
dengan tanaman (simbiosa) dan polusi tanah.
Analisis Contoh Tanah
Pengambilan sampel
Pengambilan contoh tanah merupakan tahap awal dan terpenting dalam
program uji tanah di laboratorium.
Analisis contoh tanah bertujuan untuk
(1)
menentukan sifat fisik dan kimia tanah (status unsur hara tanah), (2) mengetahui
lebih dini adanya unsur-unsur beracun di dalam tanah, (3) sebagai dasar penetapan
dosis pupuk, dan kapur sehingga lebih efektif, efisien, dan rasional (4) Memperoleh
data base untuk program perencanaan dan pengelolaan tanah - tanaman.
Contoh tanah dapat diambil setiap saat, dan langsung dilakukan analisis di
laboratorium. Keadaan tanah saat pengambilan contoh tanah sebaiknya pada kondisi
kapasitas lapang (keadaan kelembaban tanah sedang yaitu keadaan tanah kira-kira
cukup untuk dilakukan pengolahan tanah). Pengambilan contoh tanah terkait erat
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
dengan tujuan yang ingin dicapai dalam suatu kegiatan perencanaan pengelolaan
tanah-tanaman.
Secara umum contoh tanah diambil sekali dalam 4 tahun untuk sistem
pertanaman di lapangan. Untuk tanah yang digunakan secara intensif untuk budidaya
pertanian, contoh tanah diambil paling sedikit sekali dalam setahun. Pada tanah-tanah
dengan nilai uji tanah tinggi, contoh tanah disarankan diambil setiap 5 tahun sekali.
Contoh tanah yang diambil dapat berbentuk contoh tanah terganggu (disturb
soil samples) dan contoh tanah utuh atau tidak terganggu (undisturb soil samples).
Contoh tanah utuh biasanya diperlukan untuk analisis sifat fisik tanah (bobot isi,
porisitas dan permeabilitas tanah), sedangkan contoh tanah terganggu diperlukan
untuk analisis sifat kimia tanah dan sifat fisik tanah lainnya (tekstur, kadar air
tanah/pF).
Pengambilan contoh tanah utuh (undisturb soil samples)
harus
menggunakan “ring samples”, sedang-kan contoh tanah terganggu dapat diambil
dengan menggunakan alat cangkul, sekop, atau auger (bor tanah).
Untuk keperluan evaluasi status kesuburan tanah, sebaiknya contoh yang
diambil merupakan contoh komposit yaitu contoh tanah campuran dari contoh-contoh
tanah individu (sub samples).
Suatu contoh komposit harus mewakili suatu
bentuk/unit lahan yang akan dikembangkan atau digunakan untuk tujuan pertanian.
Satu contoh komposit mewakili suatu hamparan lahan yang homogen (10 - 15 Ha).
Untuk lahan miring dan bergelombang satu contoh komposit dapat mewakili tidak
kurang dari 5 hektar. Satu contoh komposit terdiri dari campuran 15 contoh tanah
individu (sub samples).
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
Sebelum pengambilan contoh tanah, perlu diperhatikan keseragaman
areal/hamparan. Areal yang akan diambil contohnya diamati lebih dahulu keadaan
topografi, tekstur, warna tanah, pertumbuhan tanaman, penggunaan tanah, input
(pupuk, kapur, bahan organik, dsb.), dan rencana pertanaman yang akan ditanam
kemudian.
Dari pengamatan ini, dapat ditentukan satu hamparan yang sama
(homogen/mendekati sama) untuk titik sampling.
Berikut ini hanya dikemukakan
cara pengambilan contoh profil dan contoh kesuburan (komposit) disuatu kebun atau
areal yang akan dipakai secara umum.
Analisis Tanah
Kandungan unsur hara di dalam tanah sebagai gambaran status kesuburan
tanah dapat dinilai dengan beberapa metode pendekatan yaitu : (1) Analisa contoh
tanah, (2) Mengamati gejala-gejala (symptom) pertumbuhan tanaman, (3) Analisa
contoh tanaman, (4) Percobaan pot di rumah kaca, dan (5) Percobaan lapangan.
Analisis tanah dilakukan terhadap contoh tanah yang diambil di lapangan
dengan metode tertentu sesuai tujuan yang diharapkan. Analisa tanah dilaboratorium
dilakukan terhadap variabel-variabel kimia dan fisik tanah : pH, kapasitas tukar
kation, Nitrogen, kalium, fosfor, kalsium, magnesium (hara makro), hara mikro (Fe,
Cu, Zn, B, Mo, dll), bahan organik, tekstur tanah dan sebagainya.
Kadar unsur hara tanah yang diperoleh dari data analisis tanah bila
dibandingkan dengan kebutuhan unsur hara bagi masing-masing jenis tanaman, maka
dapat diketahui apakah status/kadar unsur hara dalam tanah tersebut sangat rendah
(kurang), rendah, sedang, cukup ataukah tinggi, sesuai kriteria tertentu.
Prinsip yang harus diperhatikan dalam uji tanah ialah bahwa metode analisa
tanah tersebut (1) harus dapat mengekstraksi bentuk unsur hara yang tersedia saja,
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
secara tepat. Jadi sifatnya selektif artinya tidak mengekstraksi bentuk yang tidak
dapat dimanfaatkan oleh tanaman, (2) metode analisa yang dipakai dilaboratorium
harus sederhana, cepat, mudah dilaksanakan dan memiliki ketepatan dan ketelitian
tinggi, (3) hasil analisis harus dapat direproduksi.
Dengan demikian larutan kimia
yang dibuat harus didasarkan pada pengetahuan yang baik tentang bentuk-bentuk
kimia dari unsur hara di dalam tanah dan tentang sifat akar tanaman dan mekaniusme
pelarutan bentuk-bentuk kimia oleh akar tanaman.
Oleh karena itu uji kimia tanah perlu dikorelasikan dengan serapan hara oleh
tanaman melalui percobaan rumah kaca (uji korelasi) dan percobaan lapangan (uji
kalibrasi).
Uji korelasi dimaksudkan untuk mendapatkan metode yang tepat untuk
suatu unsur dan tanaman tertentu.
Sedangkan uji kalibrasi dimaksudkan untuk
mendapatkan hubungan antara selang kadar suatu unsur hara atau nilai kritisnya
dengan respons tanaman di lapangan terhadap unsur tersebut.
Dengan demikian
memberikan nilai agronomik bagi angka uji tanah tersebut. Tanpa uji kalibrasi maka
angka-angka uji tanah tidak berarti sama sekali.
Sifat Tanah
Serapan merupakan salah satu sifat penting dari tanah yang berhubungan
dengan pencemaran, karena dengan serapan tanah mampu menyerap senyawasenyawa organik terutama pestisida dan herbisida. Kation-kation organik kebanyakan
terserap di dalam permukaan lempung yang bermuatan negatif dan anion-anion
organik lebih tertarik ke arah tepi permukaan lempung. Kini telah diketahui bahwa
senyawa-senyawa organik yang tidak bermuatan jug dapat terserap oleh mineralmineral lempung.
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
Kation-kation yang terserap di permukaan lempung dapat dipertukarkan
dengan kation-kation lainnya, seperti :
Ca-tanah + 2 NH4+
(NH4)2 – tanah + Ca2+
Kation-kation yang terserap ini umumnya tersedia bagi tanaman melalui pertukaran
dengan ion H+ dari respirasi akar tanaman. Dengan serapan pupuk yang ditambahkan
dapat tertahan sehingga terhindar dari pencucian dan kation-kation pencemar pada air
tanah dapat tersaring.
Kompleks serapan juga dapat membuat bahan kapur (yang tidak larut dalam
air) dapat tersedia bagi tanaman, melalui reaksi :
CaCO3 + H2CO3
Ca(HCO3)2 (larut dalam air)
Ca+ hasil disosiasi, kemudian dapat terserap oleh tanah melalui pertukaran dengan
Al+, melalui reaksi :
3/2 Ca(HCO3)2 + tanah-Al
3/2 Ca – tanah + Al(OH)3 + 3CO2
Struktur Tanah
Tanah terdiri atas beberapa horison, horison A yang dikenal dengan nama top
soil merupakan lapisan yang sangat tipis, kaya akan bahan organik dan terjadi
aktivitas biologi yang maksimal. Horison B atau sub soil menerima bahan organik,
garam-garam dan partikel-partikel liat yang leaching dari horison A dan merupakan
lapisan yang lebih tebal dari top soil. Horison yang paling bawah disebut dengan
horison C yang merupakan batuan induk.
Bila kita melihat berdasarkan zone-zonenya, maka tanah dapat dibedakan atas
zone aerasi dan zone jenuh air, Zone aerasi terdiri dari 3 bagian, yaitu bagian teratas
berupa air hujan atau salju yang meresap pada tanah kering yang membentuk suatu
lapisan film (berupa tanah lembab). Bagian kedua adalah bagian yang mengandung
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
udara cukup tinggi, walaupun air juga terserap namun masih ada rongga-rongga udara.
Bagian ketiga adalah serat-serat kapiler yang menarik air dari zone jenuh air.
Zone jenuh air terdiri dari 2 bagian, yaitu water table yang memegang peranan
penting untuk menentukan perkiraan aliran air dari mata air, sumur, air sungai dan air
danau. Water table juga penting untuk menentukan polutan yang berbahaya bagi air
tanah. Bagian kedua adalah air tanah yang merupakan tempat pembentukan mineral
sekunder yang tergantung pada porositas dan permiabilitas batuan yang terbentuk di
situ, misalnya tanah liat permibialitasnya rendah, walaupun banyak airnya.
Komponen-komponen tanah yang utama adalah air, udara, bahan organik dan
bahan mineral (anorganik). Tanah-tanah yang produktif mengandung 5% bahan
organik dan 95% bahan anorganik, sedangkan tanah-tanah gambut mengandung 95%
bahan organik dan 5% bahan anorganik. Secara kasar 25% tanah terdiri dari pori-pori
tanah, yang penting dalam tanah adalah adanya perimbangan antara air dan udara
tanah yang dipengaruhi oleh struktur dan tekstur tanah.
Air tanah ada beberapa macam, yaitu : air yang teradsorpsi pada partikelpartikel tanah, air diantara partikel-partikel tanah, air yang terimbibisi kedalam
partikel-partikel tanah dan terikat kuat. Selain itu ada istilah air tersedia, yaitu air yang
dapat ditarik oleh akar tanaman.
Udara tanah sangat diperlukan untuk proses reduksi-oksidasi, penguraian
bahan organik dan kestabilan ion-ion logam, juga berkaitan dengan konsentrasi
oksigen dan CO2 dan unsur-unsur atau reaksi-reaksi dalam bentuk gas. Udara tanah
penting artinya, karena berkaitan dengan konsentrasi oksigen, konsentrasi CO2 dan
unsur-unsur serta reaksi-reaksi dalam bentuk gas. Pergerakan air dan udara tanah
dipengaruhi oleh jumlah dan ukuran pori-pori, serta oleh ukuran partikel-partikel
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
tanah. Air sebagai pelarut bahan-bahan dipengaruhi oleh berbagai faktor, diantaranya
adalah pH.
Bahan organik tanah merupakan penentu produktivitas tanah dan merupakan
sumber makanan mikroorganisme dalam tanah melalui reaksi-reaksi kimia. Pada
waktu pembentukan tanah banyak bahan organik terkontribusi sebagai bahan mineral,
seperti hasil-hasil metabolit fungi dalam tanah berupa garam-garam kalsium dan
dalam air tanah sebagai mineral terlarut yang selanjutnya tersedia bagi tanaman
(nutrien), namun proses ini sangat kompleks, seperti halnya senyawa-senyawa
organologam Fe dan Al, reaksinya adalah :
3H+ + M(OH)2 (s) + 2CaC2O4(s)
M(C2O4)2 (s) + 2 Ca
(aq)
+ 3H2O
Beberapa fungi dalam tanah menghasilkan asam sitrat dan kelat asam-asam organik
yang bereaksi dengan mineral silikat melepaskan kalium dan logam-logam nutrien
yang lain.
Komponen organik yang aktif secara biologi dari fraksi tanah diantaranya
polisakarida, amino, gula-gula yang lain, sulfur dan fosfor. Akumulasi bahan organik
di dalam tanah sangat dipengaruhi suhu dan ketersediaan oksigen.
Senyawa-senyawa organik tanah yang penting adalah :
- humus
- minyak, lemak dan resin
- sakarida
- senyawa-senyawa fosfor
Humus adalah bagian tanah yang mengandung bahan organik, terdiri dari
bagian yang larut, seperti asam humat dan asam fulfat serta bagian-bagian yang tidak
larut, seperti humin yang tidak mudah urai. Humus merupakan residu dari degradasi
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
bahan tanaman oleh bakteri atau fungi. Humus kaya akan karbon, hidrogen dan
oksigen. Substansi humus juga mampu berikatan kuat dengan senyawa-senyawa
polivalen yang kelarutannya rendah, seperti DDT dan antrazine, suatu herbisida yang
digunakan secara luas untuk membunuh gulma, sehingga tanah dapat tercemar oleh
pestisida jenis ini.
Minyak, lemak dan resin umumnya hanya merupakan beberapa persen dari
bahan organik tanah, namun dapat mempengaruhi sifat fisik tanah dan kemungkinan
tanah dapat menjadi fitotoksik. Sakarida merupakan sumber makanan utama bagi
mikroorganisme tanah dan membantu stabilitas agregat tanah, sedangkan senyawasenyawa fosfor merupakan sumber fosfor bagi tanaman, sebagai fosfor anorganik
yang ketersediaannya tergantung pada pH tanah. Fosfoe juga sebagai bioenergitika
(ATP dan enzim-enzim kinase).
Komponen anorganik tanah sangat penting dalam produktivitas tanah. Dalam
bentuk koloid komponen anorganik merupakan penyimpan air dan nutrien yang dapat
tersedia bagi tanaman bila diperlukan. Unsur-unsur dalam tanah, seperti Al, Fe, Si, Ca,
Na, K dan Mg serta oksigen dapat bergabung membentuk fraksi mineral anorganik,
seperti kuarsa (SiO2), orthoklase (KAlSi3O8), albite (NaAl SiO8) dan magnetit
(Fe3O4). Bagi tanaman yang penting adalah unsur anorganik tanah atau mineral tanah
sebagai hara tanaman.
Hara tanaman terdiri dari hara makro dan hara mikro. Hara makro merupakan
unsur-unsur yang menjadi komponen pokok pada tanaman dan diperlukan dalam
jumlah yang banyak. Unsur-unsur ini terdiri dari : yang diperoleh dari atmosfer dan
perairan karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O) dan nitrogen (N), fosfor (P), kalium
(K), kalsium (Ca), magnesium (Mg) dan sulfur (S), yang umumnya diperoleh dari
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
tanah. Walaupun N, P dan K sering ditambahkan melalui pemupukan dan N sering
diperoleh dari atmosfer melalui bakteri dalam proses nitrifikasi dan denitrifikasi.
Hara mikro berfungsi sebagai komponen penting enzim-enzim pada tanaman,
namun diperlukan dalam jumlah yang sangat kecil, bila terlalu banyak dapat menjadi
toksik. Unsur-unsur ini terdiri dari : boron (B), klor (Cl), tembaga (Cu), besi (Fe),
mangan (Mn), molibdenum (Mo), natrium (Na), seng (Zn) dan vanadium (Va),
dimana Mn, Fe, Zn, Cl dan Va juga terlibat dalam fotosintesis.
Polusi Tanah
Sumber polusi tanah dapat dari limbah, sampah, atmosfer atau dari perairan
atau kegiatan pertanian, seperti kelebihan pupuk dan ketidak tepatan pestisida. Polusi
tanah dapat terjadi secara langsung, maupun secara tidak langsung. Secara langsung
seperti penggunaan pupuk yang berlebih, pemakaian pestisida yang kurang tepat dan
pembuangan limbah atau sampah yang tidak terurai. Secara tak langsung, seperti :
-
melalui air. Air yang mengandung pencemar dapat mengubah susunan kimia
tanah, sehingga mengganggu kehidupan di dalam dan di permukaan tanah.
-
Melalui udara. Udara yang tercemar dapat menurunkan hujan yang
mengandung pencemar, sehingga tanah juga akan tercemar.
Pemupukan yang berlebih dapat meningkatkan unsur yang ada dalam tanah
baik jumlah maupun ketersediaannya bagi tanaman, sehingga tanaman dapat menjadi
keracunan. Hal ini menunjukkan bahwa tanah tersebut sudah kurang baik bagi
pertumbuhan tanaman, berarti sudah tercemar. Selain itu unsur yang berlebih ini dapat
di alirkan oleh air tanah atau air permukaan menuju ke perairan, sehingga dapat
menyebabkan eutrofikasi, terutama untuk unsur N dan P. Eutrofikasi didefenisikan
sebagai peningkatan jumlah nutrien dalam air permukaan, sehingga menyebabkan
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
pertumbuhan alga dan tanaman air, berkurangnya oksigen terlarut, peningkatan
turbiditas dan perusakan kualitas air secara umum.
Pestisida dipakai secara luas, karena terbukti hasilnya dapat meningkatkan
produksi tanaman, sehingga perekonomian dapat ditingkatkan. Namun harus diingat
juga dampak penggunaannya yang berkaitan dengan sifat mendasar yang penting
terhadap efektifitasnya sebagai pestisida.
Faktor-faktor yang menjadi pertimbangan bila pestisida terserap oleh tanah
adalah tercucinya pestisida (leaching), sehingga juga berpotensi sebagai pencemar
perairan, pengaruhnya terhadap mikroorganisme dan hewan-hewan tanah dan
kemungkinan terdegradasinya pestisida menjadi zat atau senyawa yang sangat
beracun. Beberapa faktor yang mempengaruhi adsorbsi pestisida antara lain kelarutan,
volatilitas, polaritas struktur serta ukuran molekul.
Kekuatan terserapnya pestisida pada partikel tanah tergantung pada beberapa
hal, seperti ikatan van derwalls yang dipengaruhi oleh interaksi antara dipol-dipol
molekul pestisida dengan muatan partikel tanah, pertukaran kation, melalui ikatan
hidrogen dan dalam beberapa kasus pestisida dapat juga sebagai ligan yang
terkoordinasi dengan logam-logam dalam bahan mineral tanah.
Pergerakan pestisida dalam lingkungan tanah menyangkut beberapa proses,
seperti difusi dan hamburan, perpindahan massa, pencucian dan penguapan. Difusi
pestisida di dalam tanah dapat terjadi dalam larutan pada batas antar fasa udara-air
atau udara-padatan dan juga dalam udara-tanah. Proses ini rumit dan dipengaruhi oleh
kelarutan, penyerapan, kandungan air tanah, porositas serta penyerapan oleh tanaman.
Degradasi pestisida dalam tanah melalui tiga cara, yaitu fotodekomposisi,
transformasi kimiawi dan degradasi mikrobiologis. Dalam proses transformasi
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
kimiawi air berperan sebagai media reaksi, rektan atau keduanya. Reaksi-reaksi ini
meliputi hidrolisis, oksidasi, reduksi dan isomerisasi. Reaksi-reaksi ini dapat dikatalis
oleh permukaan liat oksida dan ion logam serta bahan organik.
Korelasi dengan siklus udara dan air
Gas SO2 dari pembakaran akan mengendap dalam tanah sebagai SO42-.
Sedangkan NO di udara akan menjadi NO3- dan tersimpan dalam tanah atau NO dan
NO2 akan terserap oleh tanah kemudian dalam tanah teroksidasi menjadi NO3-.
Karbon monoksida akan berubah menjadi CO2 dan menjadi biomas oleh
bakteri dan fungi. Partikel-partikel timbal (Pb) dari pembakaran bahan bakar pada
kendaraan bermotor juga ditemukan dalam kadar yang tinggi di dalam tanah pada
daerah yang lalu lintasnya padat.
Di daerah industri senyawa-senyawa organik yang mudah menguap, seperti
benzena, toluena, xylena, diklormetan dan sebagainya akan dapat menjadi pencemar
tanah. Beberapa senyawa organik pencemar dapat berikatan dengan humus selama
proses humifikasi. Terikatnya senyawa-senyawa organik ini oleh humus selama
strukturnya mirip dengan substansi humik seperti fenol dan anilin, setelah berikatan
akan menjadi residu terikat yang sangat resisten terhadap perusakan, baik secara
biologi maupun secara kimia.
Pencemar-pencemar tanah dapat terbawa oleh air permukaan atau oleh erosi
air maupun angin ke perairan (danau, sungai dan laut), sehingga dapat juga mencemari
perairan tersebut. Bila N dan P berlebih di tanah terbawa ke perairan dapat
menyebabkan eutrofikasi, sedangkan senyawa-senyawa organik seperti di atas dan
unsur-unsur anorganik seperti logam berat yang terbawa ke perairan akan
mempengaruhi kehidupan organisme di perairan tersebut.
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
2.2. Kimia Tanah
Sifat kimia tanah dapat dilihat dari tingkat keasaman dan komposisi
kandungan hara mineralnya. Sifat kimia tanah mempunyai arti penting dalam
menentukan dosis pemupukan dan kelas kesuburan tanah. Tanaman kelapa sawit tidak
memerlukan tanah dengan sifat kimia yang istimewa sebab kekurangan suatu unsur
hara dapat diatasi dengan pemupukan. Walaupun demikian, tanah yang mengandung
unsur hara dalam jumlah yang besar sangat baik untuk pertumbuhan vegetatif dan
generatif tanaman.
Tanaman kelapa sawit tumbuh baik pada tanah yang memiliki kandungan
unsur hara yang tinggi, dengan C/N mendekati 10, dimana C 1% dan N 0,1%. Namun,
faktor pengolahan budi daya atau teknis agronomis dan sifat genetis induk tanaman
kelapa sawit juga menentukan produksi kelapa sawit (Yan Fauzi, 2007).
Sistem tanah terdiri dari tiga fasa, yaitu padat, cairan dan gas. Fasa padat
merupakan campuran mineral dan bahan organik yang membentuk jaringan kerangka
tanah. Dalam jaringan ini terbungkus sistem ruang pori yang ditempati bersama oleh
fasa cairan dan gas.
Fasa cairan dari sistem tanah disebut dengan larutan tanah, yang terdiri dari air
dan zat-zat terlarut (garam-garam bebas dan ion-ion dari garam-garam tersebut).
Larutan tanah merupakan sumber perolehan unsur hara anorganik dan air bagi akar
tanaman dan organisme lainnya.
Tanah mempunyai kemampuan untuk melakukan peruraian atau reaksi tanah
lainnya atau menetralisir efek polutan, melalui berbagai reaksi kimia dan biokimia
antara lain :
-
reaksi reduksi dan oksidasi
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
-
reaksi asam basa
-
pengendapan
-
jerapan
-
degradasi biokimia
walaupun demikian tetap diperlukan perhatian bila akan membuang limbah ke dalam
tanah, terutama adanya kontaminasi air tanah.
Reaktifitas Tanah
Pada kondisi asam beberapa bakteri dalam tanah dapat mereduksi nitrat
menjadi nitrit (ion toksik) melalui reaksi :
NO3- + 2H+ + 2 e
NO2- + H2O
Ammonia dalam tanah akan teroksidasi dengan katalis mikroorganisme dan akan
terbentuk nitrat melalui reaksi :
NH3 + 2 O2
H+ + NO3- + H2O
Sedangkan nitrogen dalam ammonium (NH4+) dapat terikat kuat pada tanah atau
terikat pada lapisan kristal mineral liat dan dapat juga dipertukarkan melalui reaksi
pertukaran ion.
Pada kondisi basa fosfor dalam tanah dapat bereaksi dengan kalsium karbonat
membentuk hidroksi apatit yang tidak larut melalui reaksi :
6HPO22- + 10 CaCO3 + 4 H2O
Ca10 (PO4)6(OH)2 + 10 HCO3- + 2 OH-
Tanah dapat menjadi asam oleh proses-proses reduksi dan oksidasi sulfur,
seperti reaksi :
H2S + 2 O2
2 S + 3 O2 + 2 H2O
H2SO4
2 H+ + SO422 H2SO4
4 H+ + 2 SO42-
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
Oksidasi S dapat dilakukan oleh mikroorganisme autotrop maupun heterotrop yang
hidup dalam tanah pada pH antara 1,5 – 9, sedangkan pada tanah-tanah yang netral
dan basa oksidasi S dilakukan oleh mikroorganisme heterotrop. Faktor-faktor yang
mempengaruhi oksidasi S adalah tipe tanah, pH, temperatur dan kelembapan tanah
serta bahan organik tanah. Aktivitas mikroorganisme dalam tanah dapat menyebabkan
perubahan S organik menjadi anorganik, hal ini penting untuk penyediaan S bagi
pertumbuhan tanaman.
Reaksi – reaksi dalam tanah
1. Reaksi asam basa, seperti reaksi pyrite (FeS2) dalam tanah membentuk asam
sulfat, sehingga membentuk tanah-tanah “cat clays” yang kemungkinan
mempunyai pH lebih kecil dari 3 (tanah sangat asam). Reaksinya :
Fe2+ + 2 H+ + SO42-
FeS2 + 7 O2 + H2O
Tanah-tanah asam ini tak baik untuk pertumbuhan tanaman, sehingga perlu
dinetralisir, misalnya dengan menggunakan kalsium karbonat (pengapuran).
Pertumbuhan tanaman umumnya terjadi pada pH yang mendekati netral.
2. Reaksi pertukaran kation, seperti pada penambahan CaCO3, dimana ion H+ yang
terserap pada tanah asam akan dipertukarkan oleh ion Ca, reaksinya :
tanah]
+ CaCO3
tanah] Ca+ + CO2 + H2O selanjutnya reaksi :
tanah] Ca2+ + 2 CO2 + 2H2O
tanah] + Ca2+ (akar) + 2 HCO3
3. Reaksi hidrolisis, biasanya terjadi pada tanah-tanah yang cenderung basa, seperti
di daerah yang jarang turun hujan, sehingga perlu diberi perlakuan, seperti
penambahan aluminium sulfat atau besi sulfat atau dengan penambahan S yang
dioksidasi oleh bakteri yang menghasilkan asam sulfat, sehingga pH nya
mendekati netral, reaksinya :
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
2 Fe3+ + 3 SO42- + 6 H2O
S + 3/2 O2 + H2O
2 Fe(OH)3 (s) + 6H+ + 3 SO422 H+ + SO42-
Tersedianya unsur hara bagi tanaman, meningkatnya aktivitas mikroorganisme
dan reaksi-reaksi kimia lainnya di dalam tanah sangat dipengaruhi oleh reaksi tanah,
yang secara tidak langsung berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman.
Yang dimaksud dengan reaksi tanah ialah : Sifat keasaman dan kebasaan dari
tanah, sehingga kita kenal ada tiga reaksi tanah yaitu : asam, netral dan basa. Secara
defenisi dapat dikatakan bahwa pH tanah adalah aktivitas konsentrasi ion hidrogen
(H+) dalam suatu larutan tanah yang dinyatakan dengan rumus :
pH = log
1
= − log [ H + ]
+
[H ]
Suatu larutan yang bersifat asam mempunyai konsentrasi ion H+ lebih besar
dari konsentrasi ion OH- sedangkan suatu larutan basa, jika konsentrasi ion H+ lebih
kecil dari konsentrasi ion OH-, dan jika konsentrasi ion H+ sama dengan ion OH- maka
suatu larutan disebut netral, atau pH nya = 7.
Nilai pH berkisar antara 0 – 14, sedangkan untuk tanah pertanian pH ini
berkisar antara 4 – 9. tanah-tanah di Indonesia pada umumnya bereaksi masam dengan
pH 4.0 – 5.5 sehingga tanah-tanah yang ber pH 6.0 – 6.5 sudah dapat dikatakan cukup
netral meskipun masih agak masam. Di daerah rawa-rawa seperti pada tanah gambut
pH tanahnya lebih rendah lagi yakni sekitar 3.5 – 4.0 dan ada juga yang ber pH lebih
kecil dari 3.0 seperti tanah sulfat masam. Reaksi tanah dengan pH yang tinggi
dijumpai pada tanah-tanah daerah iklim kering atau pada tanah-tanah beragam, dapat
mencapai pH 8.5 – 9.0.
Reaksi tanah (pH) tidak mudah diturunkan ataupun dinaikkan secara
mendadak, karena di dalam tanah ada sifat penyangga pH. Komponen tanah yang
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
mempunyai sifat menyangga ini adalah gugus asam lemah seperti karbonat serta
komplek koloidal tanah yakni koloid liat dan koloid humus. Koloid tanah dikelilingi
oleh ion-ion H yang terserap pada permukaannya dan di pihak lain ada ion-ion H yang
tidak dipengaruhi oleh komplek serapan tanah yakni ion H yang berada pada larutan
tanah. Ion H yang terserap dan yang berada di dalam larutan tanah berada dalam
keseimbangan.
Reaksi tanah (pH) mempunyai peranan yang penting terhadap ketersediaan
unsur-unsur hara, baik hara makro maupun mikro. Meningkatnya kelarutan ion-ion
Al, dan Fe dan juga meningkatnya aktifitas jasad-jasad renik tanah sangat dipengaruhi
oleh keadaan pH tanah (Bachtiar, 2006).
Unsur – Unsur Hara Penyusun Tanaman
Hasil penelitian para ahli telah menunjukkan bahwa tanaman itu terdiri dari air
(± 90%) dan bahan kering atau dry matter (± 10%). Bahan kering terdiri dari bahanbahan organik dan an-organik. Menurut analisa kimia ternyata pula bahwa bahan
organik terdiri dari :
- Karbon (C)
: sekitar 47%
- Hidrogen (H) : sekitar 7%
- Oksigen (O)
: sekitar 44%
- Nitrogen
: sekitar 0,2% - 2%
Sedangkan bahan anorganik (persenyawaan anorganik) adalah merupakan
bagian-bagian mineral atau abu.
Berdasarkan analisa, ternyata tanaman itu terdiri dari sekitar 50 elemen atau
unsur. Sedang yang dibutuhkan oleh tanaman selama masa pertumbuhan dan
perkembangannya ada 16 unsur yang merupakan unsur hara esensial yang dapat
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
dibagi menjadi unsur hara makro dan mikro. Unsur hara makro relatif banyak
diperlukan oleh tanaman, sedangkan unsur hara mikro juga sama pentingnya dengan
unsur hara makro hanya dalam hal ini kebutuhan tanaman terhadap zat-zat ini hanya
sedikit.
Tidak lengkapnya unsur hara makro dan mikro, dapat mengakibatkan
hambatan
bagi
pertumbuhan/perkembangan
tanaman
dan
produktivitasnya.
Ketidaklengkapan salah satu atau beberapa zat hara tanaman makro dan mikro dapat
dikoreksi atau diperbaiki dengan pupuk tertentu pada tanahnya.
Sebagaimana kita telah ketahui dari pelajaran anatomi tanaman, bahwa pada
umumnya tanaman itu mempunyai jaringan-jaringan dan memerlukan enzim-enzim.
Jaringan-jaringan dibangun dari karbohidrat-karbohidrat, lemak-lemak, proteinprotein dan nukleoprotein, sedangkan enzim-enzim ialah untuk memungkinkan
jaringan-jaringan tersebut berfungsi.
Unsur hara yang banyak diperlukan bagi pembentukan jaringan-jaringan
seperti misalnya dengan : karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, fosfor dan belerang.
Untuk pembentukan enzim-enzim diperlukan (walaupun sangat minim) unsur-unsur :
besi, mangan, seng, tembaga, boron, molibdenum serta kadang-kadang pula kobalt
(Co). Sedang untuk keperluan-keperluan lainnya diperlukan oleh tanaman unsur-unsur
: kalium, magnesium, kalsium serta kadang-kadang natrium, klor dan unsur-unsur
elektrolit lainnya. unsur-unsur seperti : silika dan aluminium kemungkinan besar
diperlukan oleh jaringan tanaman. Dalam hal ini fungsinya tidak begitu jelas kecuali
unsur-unsur karbon, hidrogen dan oksigen (C,H,O).
Unsur-unsur yang diperlukan tanaman diserap dari tanah berupa ion-ion
organis yang sederhana, sedangkan C, H dan O diperoleh tanaman dari udara dan air.
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
Unsur nitrogen berasal dari ion-ion ammonium dan nitrat, terutama dari pemupukan
selain dari fiksasi Nitrogen udara. Unsur-unsur hara yang diserap akar-akar tanaman
dari dalam tanah banyaknya berbeda-beda. Hal ini sangat tergantung dari jenis atau
species tanaman-tanamannya (Mul Mulyani, 1999).
2.3. Unsur Hara Makro Karbon (C)
Tanaman mengambil unsur karbon berupa CO2 dari udara bebas (atmosfir).
Kegiatan ini dilakukan oleh organ tanaman yang memiliki klorofil, umumnya bagian
tanaman yang berwarna hijau dan terdapat di atas tanah. Klorofil mampu menyerap
energi cahaya (terutama sinar matahari) dan mengubahnya menjadi energi kimia.
Energi tersebut digunakan untuk menghasilkan CO2 menjadi senyawa organik
termasuk karbohidrat.
Kadar CO2 dalam atmosfir relatif stabil, yakni 0,03% volume atau 0,57
mg/liter ud
DALAM TANAH PERKEBUNAN KELAPA SAWIT BENGKALIS RIAU
TUGAS AKHIR
AHMAD FAUZI
052401065
PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 KIMIA ANALIS
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2008
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
ANALISA KADAR UNSUR HARA KARBON ORGANIK DAN NITROGEN DI
DALAM TANAH PERKEBUNAN KELAPA SAWIT BENGKALIS RIAU
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya
AHMAD FAUZI
052401065
PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 KIMIA ANALIS
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2008
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: ANALISA KADAR UNSUR HARA KARBON
ORGANIK DAN NITROGEN DI DALAM TANAH
PERKEBUNAN KELAPA SAWIT BENGKALIS
RIAU
: TUGAS AKHIR
: AHMAD FAUZI
: 052401065
: DIPLOMA (III) KIMIA ANALIS
: KIMIA
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA
UTARA
Disetujui di
Medan, Juni 2008
Diketahui/disetujui oleh
Ketua Departemen Kimia FMIPA USU
Dosen Pembimbing
Dr. Rumondang Bulan Nst, MSi
NIP : 131 459 466
Drs. Firman Sebayang,MS
NIP : 131 459 468
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
PERNYATAAN
ANALISA KADAR UNSUR HARA KARBON ORGANIK DAN NITROGEN DI
DALAM TANAH PERKEBUNAN KELAPA SAWIT BENGKALIS RIAU
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.
Medan,
Juni 2008
Ahmad Fauzi
052401065
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
ABSTRAK
Telah dilakukan analisa kadar unsur hara Karbon Organik dan Nitrogen di dalam
tanah perkebunan kelapa sawit Bengkalis Riau di Pusat Penelitian Kelapa Sawit
(PPKS) Medan. Kadar Karbon Organik di analisa dengan cara Walkley And Black,
sedangkan kadar Nitrogen di analisa dengan cara Kjeltec Auto Destilation. Dari hasil
analisa di dapat rata-rata kadar Karbon Organik yang rendah yaitu 0,732% atau <
1,0%. Sedangkan hasil analisa kadar Nitrogen didapatkan rata-rata kadar Nitrogen
yang rendah yaitu 0,058% atau < 0,10%.
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
THE ANALYSIS VALUE OF ELEMEN HARA CARBON ORGANIC AND
NITROGEN IN PALM PLANTATION LAND BENGKALIS RIAU
ABSTRACT
Have been done analysis value of elemen hara carbon organic and nitrogen in palm
plantation land Bengkalis Riau at Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) Medan. The
value of carbon organic in analysis by the way of Walkley And Black, while the value
of Nitrogen in analysis by the way of Kjeltec Auto Destilation. From analysis result
got average of low carbon organik value that is 0,732% or < 1,0%, while analysis
result of nitrogen value got average of low that is 0,058% or < 0,10%.
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
PENGHARGAAN
Segala puji bagi Allah SWT yang mana dengan izin dan rahmat-NYA penulis
dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang diberi judul “ANALISA KADAR UNSUR
HARA KARBON ORGANIK DAN NITROGEN DI DALAM TANAH
PERKEBUNAN KELAPA SAWIT BENGKALIS RIAU”. Tugas akhir ini disusun
untuk melengkapi salah satu persyaratan agar dapat menyelesaikan pendidikan
Diploma 3 Kimia Analis.
Selanjutnya dalam kesempatan ini, perkenankanlah penulis untuk
menyampaikan ucapan terima kasih kepada teristimewa Ayahanda Rusydi dan Ibunda
Fatimawati tercinta yang telah memberikan kasih sayang dan do’a restunya dengan
hati yang ikhlas kepada penulis serta dukungan baik secara materi maupun moril
sehingga dapat menghantarkan penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Selama penulisan tugas akhir ini, penulis banyak mendapat bantuan dan
bimbingan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Drs. Firman Sebayang, M.S , selaku dosen pembimbing.
2. Ibu Dr. Rumondang Bulan Nst, MS , selaku Kepala Departemen Kimia
FMIPA USU.
3. Bapak Dr. Eddy Marlianto, M.Sc , selaku Dekan Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) USU.
4. Bapak Drs. Eka Nuryanto, M.Si , selaku Pembimbing Praktek Kerja Lapangan
dan Manager Laboratorium Pelayanan PPKS Medan.
5. Saudara-saudaraku Bang Faisal ST, Kak Afni A.md dan Adik Reza.
6. Seluruh rekan-rekan Mahasiswa Kimia Analis khususnya angkatan 2005 yang
namanya tidak dapat disebutkan satu per satu.
Atas segala bantuan, penulis hanya dapat ber do’a semoga amal baik kita
mendapat Ridho dari Allah SWT, Amiin.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa karya ilmiah ini masih jauh dari
kesempurnaan, hal ini disebabkan karena terbatasnya kemampuan dan pengetahuan
yang dimiliki penulis. Oleh sebab itu kritik dan saran dari semua pihak yang sifatnya
memperbaiki dan membangun penulisan karya ilmiah ini sangat diharapkan untuk
kesempuraaan. Semoga karya ilmiah ini dapat berguna bagi para pembaca.
Medan,
Juni 2008
Penulis
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
( Ahmad Fauzi )
DAFTAR ISI
PERSETUJUAN .............................................................................................
PERNYATAAN ..............................................................................................
ABSTRAK ......................................................................................................
PENGHARGAAN ...........................................................................................
DAFTAR ISI ...................................................................................................
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................
DAFTAR TABEL ...........................................................................................
BAB I
PENDAHULUAN ..........................................................................
1.1. Latar Belakang ................................................................................
1.2. Permasalahan ..................................................................................
1.3. Tujuan .............................................................................................
1.4. Manfaat ...........................................................................................
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................
2.1. Pengertian Tanah .............................................................................
2.2. Kimia Tanah ....................................................................................
2.3. Unsur Hara Makro Karbon (C) ........................................................
2.4. Unsur Hara Nitrogen Di Dalam Tanah .............................................
2.5. Analisa Nitrogen Dengan Metode Kjeldahl .......................................
2.6. Perbandingan Karbon-Nitrogen (C/N) .............................................
BAB III BAHAN DAN METODE PERCOBAAN .....................................
3.1. Persiapan Contoh Tanah ..................................................................
3.1.1. Mengeringkan Contoh Tanah ..........................................................
3.1.2. Menghaluskan Contoh Tanah ..........................................................
3.2. Proses Analisis Contoh Tanah .........................................................
3.2.1. Penetapan C – Organik Cara Walkley And Black ............................
3.2.2. Penetapan Nitrogen (N) Cara Kjeltec Auto Destilation ....................
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................
4.1. Hasil Analisis Penetapan C – Organik Cara Walkley And Black ......
4.2.
Hasil Analisis Penetapan Nitrogen (N) Cara Kjeltec Auto
Destilation .......................................................................................
4.3. Pembahasan .....................................................................................
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................
5.1. Kesimpulan .....................................................................................
5.2. Saran ...............................................................................................
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
i
ii
iii
v
vi
vii
viii
1
1
3
3
3
4
4
18
24
26
29
31
34
34
34
34
35
35
37
41
41
43
45
48
48
48
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
DAFTAR LAMPIRAN
. 1.
Kriteria Penilaian Sifat Kimia Tanah
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
DAFTAR TABEL
1. Tabel 1.5. Kadar Karbon (C) Organik Tanah ............................................. 41
2. Tabel 1.6. Kadar Nitrogen (N) contoh tanah
............................................. 43
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pertumbuhan tanaman dipengaruhi oleh sifat-sifat kesuburan tanahnya yakni
kesuburan fisik, kesuburan kimia dan kesuburan biologis. Kalau kesuburan fisik lebih
mengutamakan tentang keadaan fisik tanah yang banyak kaitannya dengan penyediaan
air dan udara tanah, maka kesuburan kimia yang menyangkut dalam masalah –
masalah ketersediaan unsur hara bagi pertumbuhan tanaman.
Dalam pembicaraan tentang tanah sebagai ekosistem telah dijelaskan bahwa
tanah bukan massa mati. Ada kehidupan dalam tanah berupa akar tumbuhan dan flora
serta fauna tanah, sehubungan dengan produksi enzim, CO2, dan beraneka zat organik,
kehidupan dalam tanah bertanggungjawab atas terjadinya banyak alihragam fisik dan
kimia. Sifat dan tampakan tanah yang mengimplikasikan kegiatan hayati ialah
perbandingan C/N, kadar bahan organik atau kandungan biomassa tiap satuan
luas/volum tanah, tingkat perombakan bahan organik, pembentukan krotovina, dan
permintaan oksigen.
Perbandingan C/N berguna sebagai penanda kemudahan perombakan bahan
organik dan kegiatan jasad renik tanah. Kebanyakan energi yang diperlukan untuk
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
mempertahankan populasi tanah berfungsi dan mendukung kelangsungan proses tanah
yang begitu banyak berasal dari konversi karbon organik menjadi karbon dioksida.
Akan tetapi apabila perbandingan C/N terlalu lebar, berarti ketersediaan C sebagai
sumber energi berlebihan menurut perbandingannya dengan ketersediaan N bagi
pembentukan protein mikrobia, kegiatan jasad renik akan terhambat (Tejoyuwono,
1998).
Hubungan antara karbon dan nitrogen di dalam tanah sangat penting.
Hubungan ini dinyatakan dengan istilah C/N. Di dalam lapisan olah tanah C/N
berkisar antara 8:1 sampai 15:1 dan harga rata-ratanya sekitar 10 – 12. Ratio karbon
dan nitrogen (C/N) mempunyai arti penting misalnya apakah terjadi kompetisi antara
jasad renik renik dan tanaman terhadap kebutuhan unsur hara nitrogen. Selanjutnya
C/N berguna untuk mengetahui tingkat pelapukan dan kecepatan penguraian bahan
organik serta ketersedianya unsur hara nitrogen didalam tanah (Bachtiar, 2006).
Rasio Karbon-Nitrogen (C/N) merupakan cara untuk menunjukkan gambaran
kandungan Nitrogen relatif. Rasio C/N dari bahan organik merupakan petunjuk
kemungkinan kekurangan nitrogen dan persaingan di antara mikroba-mikroba dan
tanaman tingkat tinggi dalam penggunaan nitrogen yang tersedia dalam tanah (Foth,
1991).
Dari penjelasan di atas maka penulis akan membuat judul “ Analisa Kadar
Unsur Hara Karbon Organik dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau“ yang merupakan dua parameter dari beberapa parameter dalam
pengujian kimia tanah untuk mengetahui tingkat kesuburan tanah pada lahan
perkebunan kelapa sawit di PPKS Medan.
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
1.2. Permasalahan
Perkebunan kelapa sawit merupakan salah satu faktor penting di dalam perkembangan
perekonomian di Indonesia Khususnya di Sumatera Utara. Untuk mendapatkan kelapa
sawit yang berkualitas tinggi maka diperlukan suatu faktor pendukung, salah satunya
adalah faktor kesuburan tanah. Namun pada tanah yang dijadikan sebagai lahan
perkebunan kelapa sawit ini belum diketahui tingkat kesuburannya, oleh karena itu
perlu dilakukan pengujian kimia tanah, sebahagian diantaranya adalah analisa
terhadap kadar Karbon (C) organik dan kadar Nitrogen (N) dari tanah, sehingga dapat
diketahui tingkat kesuburan tanah tersebut, selain itu dari analisa tersebut diketahui
perbandingan kadar Karbon-Nitrogen yang dituliskan dengan C/N.
1.3. Tujuan
Adapun tujuan dari analisa tersebut adalah untuk menentukan kadar Karbon (C)
Organik dan Nitrogen (N).
1.4. Manfaat
-
Mengetahui tingkat kesuburan tanah yang dilihat dari kadar Karbon (C) Organik
dan Nitrogen (N).
-
Mengetahui perbandingan nilai Karbon-Nitrogen (C/N).
-
Memberikan informasi tentang kadar unsur hara Karbon Organik dan Nitrogen di
laboratorium pelayanan Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) Medan.
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengertian Tanah
Tanah terdapat dimana saja dan selalu berada disekeliling kita, tapi pengertian tanah
bagi setiap orang akan selalu berbeda tergantung dari sudut mana orang itu melihat
tanah. Kebanyakan orang tisak pernah memikirkan asal kejadian tanah, darimana
asalnya, dan bagaimana sifat-sifatnya, padahal sifat-sifat tanah di suatu tempat akan
berbeda dengan sifat tanah di tempat lain.
Batasan atau defenisi tanah banyak dibuat orang, adakalanya defenisi itu
singkat saja, tapi ada pula yang cukup panjang. Defenisi tanah yang dibuat oleh Joffe
dan Marbut, ahli tanah kenamaan dari Amerika Serikat adalah sebagai berikut
“Tanah adalah tubuh alam (Natural Body) yang terbentuk dan berkembang
sebagai akibat bekerjanya gaya-gaya alam (Natural Forces) terhadap bahan-bahan
alam (Natural Material) dipermukaan bumi.”
Tubuh alam ini dapat berdiferensiasi membentuk horizon-horizon mineral
ataupun organik, yang kedalamannya beragam dengan sifat-sifatnya yang berbeda,
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
dengan bahan induk yang terletak dibawahnya dalam hal, morfologi, komposisi kimia,
sifat-sifat fisik, maupun sifat biologisnya.
Schoeder (1972) menyatakan bahwa : Tanah itu sebagai suatu sistem tiga fase,
yang mengandung air, udara dan bahan-bahan mineral dan bahan organik serta jasadjasad hidup, yang karena berbagai faktor lingkungan terhadap permukaan bumi dan
kurun waktu, membentuk berbagai hasil perubahan yang memiliki ciri-ciri morfologi
yang khas, sehingga berperan sebagai tempat tumbuh tanaman.
Yustus von Liebig seorang ilmuwan Jerman menggambarkan tanah sebagai
laboratorium kimia dan alam ini, dimana terjadi berbagai penguraian kimia dan reaksireaksi sintesis yang terjadi secara sembunyi.
Meskipun tidak begitu penting adanya pengertian tanah yang universal tetapi
demi penguraian-penguraian selanjutnya maka dirasa perlu adanya rumusan
pengertian yang dapat diterima secara umum agar pembaca mendapat gambaran serba
sama dan tidak simpang siur. Pengertan tanah tersebut adalah sebagai berikut :
“ Tanah adalah suatu benda alami yang terdapat di permukaan kulit bumi,
yang tersusun dari bahan-bahan mineral sebagai hasil pelapukan batuan dan bahan
organik sebagai hasil pelapukan sisa-sisa makanan dan hewan, yang merupakan
medium pertumbuhan tanaman dengan sifat-sifat tertentu yang terjadi akibat
gabungan dari faktor iklim, bahan induk, bentuk wilayah dan waktu pembentukan
tanah” (Bachtiar, 2006).
Dalam bidang pertanian, tanah memiliki arti yang lebih khusus dan penting
sebagai media tumbuh tanaman darat. Tanah berasal dari hasil pelapukan batuan
bercampur dengan sisa bahan organik dari organisme (vegetasi atau hewan) yang
hidup di atasnya atau di dalamnya. Selain itu di dalam tanah terdapat pula udara dan
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
air yang berasal dari hujan yang ditahan oleh tanah sehingga tidak meresap ke tempat
lain. Dalam proses pembentukan tanah, selain campuran bahan mineral dan bahan
organik terbentuk pula lapisan-lapisan tanah yang disebut horizon. Dengan demikian
tanah (dalam arti pertanian) dapat didefenisikan sebagai kumpulan benda alam di
permukaan bumi yang tersusun dalam horizon-horizon, terdiri dari campuran bahan
mineral, bahan organik, air dan udara, dan merupakan media tumbuhnya tanaman.
Secara umum tanah dapat dipelajari dengan pendekatan pedologi dan
pendekatan edaphologi.
Ilmu yang mempelajari proses-proses pembentukan tanah
beserta faktor-faktor pembentuknya, klasifikasi tanah, survai tanah, dan cara-cara
pengamatan tanah di lapang disebut “Pedologi”. Dalam hal ini tanah dipandang
sebagai suatu benda alam yang dinamis dan tidak secara khusus dihubungkan dengan
pertumbuhan tanaman.
Walaupun demikian penemuan-penemuan dalam bidang
pedologi akan sangat bermanfaat pula dalam bidang pertanian maupun non pertanian
misalnya pembuatan bangunan (teknik sipil).
Apabila tanah dipelajari dalam hubungannya dengan pertumbuhan tanaman
disebut “edaphologi”. Dalam edaphologi yang dipelajari adalah sifat-sifat tanah dan
pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman, serta usaha-usaha yang perlu dilakukan
untuk memperbaiki sifat-sifat tanah (fisik, kimia dan biologi), bagi pertumbuhan
tanaman seperti pemupukan pengapuran dan lain-lain.
Meningkatnya pengetahuan manusia tentang tanah, maka Ilmu Tanah menjadi
Ilmu yang sangat luas, sehingga untuk dapat mempelajarinya dengan baik perlu
pengelompokkan lebih lanjut kedalam bidang-bidang Ilmu Tanah yang lebih khusus
seperti Fisika Tanah, Kimia tanah, Kesuburan tanah, Mikrobiologi Tanah,
Pengawetan Tanah dan Air, Mineralogi Tanah, Genesis dan Klasifikasi Tanah,
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
Geografi Tanah, Survai Tanah dan Evaluasi Lahan. Kesuburan Tanah mempelajari
hubungan unsur-unsur hara dalam tanah dengan pertumbuhan tanaman, pemupukan
dan usaha-usaha lain dalam memperbaiki sifat-sifat tanah (sifat fisik, kimia dan
biologi tanah) untuk pertumbuhan tanaman.
Sifat fisik tanah yang terpenting adalah : solum, tekstur, struktur, kadar air
tanah, drainase dan porisitas tanah, dll. Sifat kimia tanah meliputi : kadar unsur hara
tanah, reaksi tanah (pH), kapasitas tukar kation tanah (KTK), kejenuhan basa (KB),
kemasaman dapat dipertukarkan (Al dan H), dan lain-lain. Sedangkan sifat biologi
tanah meliputi : bahan organik tanah, flora dan fauna tanah (khususnya
mikroorganisme penting : bakteri, fungi dan Algae), interaksi mikroorganisme tanah
dengan tanaman (simbiosa) dan polusi tanah.
Analisis Contoh Tanah
Pengambilan sampel
Pengambilan contoh tanah merupakan tahap awal dan terpenting dalam
program uji tanah di laboratorium.
Analisis contoh tanah bertujuan untuk
(1)
menentukan sifat fisik dan kimia tanah (status unsur hara tanah), (2) mengetahui
lebih dini adanya unsur-unsur beracun di dalam tanah, (3) sebagai dasar penetapan
dosis pupuk, dan kapur sehingga lebih efektif, efisien, dan rasional (4) Memperoleh
data base untuk program perencanaan dan pengelolaan tanah - tanaman.
Contoh tanah dapat diambil setiap saat, dan langsung dilakukan analisis di
laboratorium. Keadaan tanah saat pengambilan contoh tanah sebaiknya pada kondisi
kapasitas lapang (keadaan kelembaban tanah sedang yaitu keadaan tanah kira-kira
cukup untuk dilakukan pengolahan tanah). Pengambilan contoh tanah terkait erat
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
dengan tujuan yang ingin dicapai dalam suatu kegiatan perencanaan pengelolaan
tanah-tanaman.
Secara umum contoh tanah diambil sekali dalam 4 tahun untuk sistem
pertanaman di lapangan. Untuk tanah yang digunakan secara intensif untuk budidaya
pertanian, contoh tanah diambil paling sedikit sekali dalam setahun. Pada tanah-tanah
dengan nilai uji tanah tinggi, contoh tanah disarankan diambil setiap 5 tahun sekali.
Contoh tanah yang diambil dapat berbentuk contoh tanah terganggu (disturb
soil samples) dan contoh tanah utuh atau tidak terganggu (undisturb soil samples).
Contoh tanah utuh biasanya diperlukan untuk analisis sifat fisik tanah (bobot isi,
porisitas dan permeabilitas tanah), sedangkan contoh tanah terganggu diperlukan
untuk analisis sifat kimia tanah dan sifat fisik tanah lainnya (tekstur, kadar air
tanah/pF).
Pengambilan contoh tanah utuh (undisturb soil samples)
harus
menggunakan “ring samples”, sedang-kan contoh tanah terganggu dapat diambil
dengan menggunakan alat cangkul, sekop, atau auger (bor tanah).
Untuk keperluan evaluasi status kesuburan tanah, sebaiknya contoh yang
diambil merupakan contoh komposit yaitu contoh tanah campuran dari contoh-contoh
tanah individu (sub samples).
Suatu contoh komposit harus mewakili suatu
bentuk/unit lahan yang akan dikembangkan atau digunakan untuk tujuan pertanian.
Satu contoh komposit mewakili suatu hamparan lahan yang homogen (10 - 15 Ha).
Untuk lahan miring dan bergelombang satu contoh komposit dapat mewakili tidak
kurang dari 5 hektar. Satu contoh komposit terdiri dari campuran 15 contoh tanah
individu (sub samples).
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
Sebelum pengambilan contoh tanah, perlu diperhatikan keseragaman
areal/hamparan. Areal yang akan diambil contohnya diamati lebih dahulu keadaan
topografi, tekstur, warna tanah, pertumbuhan tanaman, penggunaan tanah, input
(pupuk, kapur, bahan organik, dsb.), dan rencana pertanaman yang akan ditanam
kemudian.
Dari pengamatan ini, dapat ditentukan satu hamparan yang sama
(homogen/mendekati sama) untuk titik sampling.
Berikut ini hanya dikemukakan
cara pengambilan contoh profil dan contoh kesuburan (komposit) disuatu kebun atau
areal yang akan dipakai secara umum.
Analisis Tanah
Kandungan unsur hara di dalam tanah sebagai gambaran status kesuburan
tanah dapat dinilai dengan beberapa metode pendekatan yaitu : (1) Analisa contoh
tanah, (2) Mengamati gejala-gejala (symptom) pertumbuhan tanaman, (3) Analisa
contoh tanaman, (4) Percobaan pot di rumah kaca, dan (5) Percobaan lapangan.
Analisis tanah dilakukan terhadap contoh tanah yang diambil di lapangan
dengan metode tertentu sesuai tujuan yang diharapkan. Analisa tanah dilaboratorium
dilakukan terhadap variabel-variabel kimia dan fisik tanah : pH, kapasitas tukar
kation, Nitrogen, kalium, fosfor, kalsium, magnesium (hara makro), hara mikro (Fe,
Cu, Zn, B, Mo, dll), bahan organik, tekstur tanah dan sebagainya.
Kadar unsur hara tanah yang diperoleh dari data analisis tanah bila
dibandingkan dengan kebutuhan unsur hara bagi masing-masing jenis tanaman, maka
dapat diketahui apakah status/kadar unsur hara dalam tanah tersebut sangat rendah
(kurang), rendah, sedang, cukup ataukah tinggi, sesuai kriteria tertentu.
Prinsip yang harus diperhatikan dalam uji tanah ialah bahwa metode analisa
tanah tersebut (1) harus dapat mengekstraksi bentuk unsur hara yang tersedia saja,
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
secara tepat. Jadi sifatnya selektif artinya tidak mengekstraksi bentuk yang tidak
dapat dimanfaatkan oleh tanaman, (2) metode analisa yang dipakai dilaboratorium
harus sederhana, cepat, mudah dilaksanakan dan memiliki ketepatan dan ketelitian
tinggi, (3) hasil analisis harus dapat direproduksi.
Dengan demikian larutan kimia
yang dibuat harus didasarkan pada pengetahuan yang baik tentang bentuk-bentuk
kimia dari unsur hara di dalam tanah dan tentang sifat akar tanaman dan mekaniusme
pelarutan bentuk-bentuk kimia oleh akar tanaman.
Oleh karena itu uji kimia tanah perlu dikorelasikan dengan serapan hara oleh
tanaman melalui percobaan rumah kaca (uji korelasi) dan percobaan lapangan (uji
kalibrasi).
Uji korelasi dimaksudkan untuk mendapatkan metode yang tepat untuk
suatu unsur dan tanaman tertentu.
Sedangkan uji kalibrasi dimaksudkan untuk
mendapatkan hubungan antara selang kadar suatu unsur hara atau nilai kritisnya
dengan respons tanaman di lapangan terhadap unsur tersebut.
Dengan demikian
memberikan nilai agronomik bagi angka uji tanah tersebut. Tanpa uji kalibrasi maka
angka-angka uji tanah tidak berarti sama sekali.
Sifat Tanah
Serapan merupakan salah satu sifat penting dari tanah yang berhubungan
dengan pencemaran, karena dengan serapan tanah mampu menyerap senyawasenyawa organik terutama pestisida dan herbisida. Kation-kation organik kebanyakan
terserap di dalam permukaan lempung yang bermuatan negatif dan anion-anion
organik lebih tertarik ke arah tepi permukaan lempung. Kini telah diketahui bahwa
senyawa-senyawa organik yang tidak bermuatan jug dapat terserap oleh mineralmineral lempung.
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
Kation-kation yang terserap di permukaan lempung dapat dipertukarkan
dengan kation-kation lainnya, seperti :
Ca-tanah + 2 NH4+
(NH4)2 – tanah + Ca2+
Kation-kation yang terserap ini umumnya tersedia bagi tanaman melalui pertukaran
dengan ion H+ dari respirasi akar tanaman. Dengan serapan pupuk yang ditambahkan
dapat tertahan sehingga terhindar dari pencucian dan kation-kation pencemar pada air
tanah dapat tersaring.
Kompleks serapan juga dapat membuat bahan kapur (yang tidak larut dalam
air) dapat tersedia bagi tanaman, melalui reaksi :
CaCO3 + H2CO3
Ca(HCO3)2 (larut dalam air)
Ca+ hasil disosiasi, kemudian dapat terserap oleh tanah melalui pertukaran dengan
Al+, melalui reaksi :
3/2 Ca(HCO3)2 + tanah-Al
3/2 Ca – tanah + Al(OH)3 + 3CO2
Struktur Tanah
Tanah terdiri atas beberapa horison, horison A yang dikenal dengan nama top
soil merupakan lapisan yang sangat tipis, kaya akan bahan organik dan terjadi
aktivitas biologi yang maksimal. Horison B atau sub soil menerima bahan organik,
garam-garam dan partikel-partikel liat yang leaching dari horison A dan merupakan
lapisan yang lebih tebal dari top soil. Horison yang paling bawah disebut dengan
horison C yang merupakan batuan induk.
Bila kita melihat berdasarkan zone-zonenya, maka tanah dapat dibedakan atas
zone aerasi dan zone jenuh air, Zone aerasi terdiri dari 3 bagian, yaitu bagian teratas
berupa air hujan atau salju yang meresap pada tanah kering yang membentuk suatu
lapisan film (berupa tanah lembab). Bagian kedua adalah bagian yang mengandung
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
udara cukup tinggi, walaupun air juga terserap namun masih ada rongga-rongga udara.
Bagian ketiga adalah serat-serat kapiler yang menarik air dari zone jenuh air.
Zone jenuh air terdiri dari 2 bagian, yaitu water table yang memegang peranan
penting untuk menentukan perkiraan aliran air dari mata air, sumur, air sungai dan air
danau. Water table juga penting untuk menentukan polutan yang berbahaya bagi air
tanah. Bagian kedua adalah air tanah yang merupakan tempat pembentukan mineral
sekunder yang tergantung pada porositas dan permiabilitas batuan yang terbentuk di
situ, misalnya tanah liat permibialitasnya rendah, walaupun banyak airnya.
Komponen-komponen tanah yang utama adalah air, udara, bahan organik dan
bahan mineral (anorganik). Tanah-tanah yang produktif mengandung 5% bahan
organik dan 95% bahan anorganik, sedangkan tanah-tanah gambut mengandung 95%
bahan organik dan 5% bahan anorganik. Secara kasar 25% tanah terdiri dari pori-pori
tanah, yang penting dalam tanah adalah adanya perimbangan antara air dan udara
tanah yang dipengaruhi oleh struktur dan tekstur tanah.
Air tanah ada beberapa macam, yaitu : air yang teradsorpsi pada partikelpartikel tanah, air diantara partikel-partikel tanah, air yang terimbibisi kedalam
partikel-partikel tanah dan terikat kuat. Selain itu ada istilah air tersedia, yaitu air yang
dapat ditarik oleh akar tanaman.
Udara tanah sangat diperlukan untuk proses reduksi-oksidasi, penguraian
bahan organik dan kestabilan ion-ion logam, juga berkaitan dengan konsentrasi
oksigen dan CO2 dan unsur-unsur atau reaksi-reaksi dalam bentuk gas. Udara tanah
penting artinya, karena berkaitan dengan konsentrasi oksigen, konsentrasi CO2 dan
unsur-unsur serta reaksi-reaksi dalam bentuk gas. Pergerakan air dan udara tanah
dipengaruhi oleh jumlah dan ukuran pori-pori, serta oleh ukuran partikel-partikel
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
tanah. Air sebagai pelarut bahan-bahan dipengaruhi oleh berbagai faktor, diantaranya
adalah pH.
Bahan organik tanah merupakan penentu produktivitas tanah dan merupakan
sumber makanan mikroorganisme dalam tanah melalui reaksi-reaksi kimia. Pada
waktu pembentukan tanah banyak bahan organik terkontribusi sebagai bahan mineral,
seperti hasil-hasil metabolit fungi dalam tanah berupa garam-garam kalsium dan
dalam air tanah sebagai mineral terlarut yang selanjutnya tersedia bagi tanaman
(nutrien), namun proses ini sangat kompleks, seperti halnya senyawa-senyawa
organologam Fe dan Al, reaksinya adalah :
3H+ + M(OH)2 (s) + 2CaC2O4(s)
M(C2O4)2 (s) + 2 Ca
(aq)
+ 3H2O
Beberapa fungi dalam tanah menghasilkan asam sitrat dan kelat asam-asam organik
yang bereaksi dengan mineral silikat melepaskan kalium dan logam-logam nutrien
yang lain.
Komponen organik yang aktif secara biologi dari fraksi tanah diantaranya
polisakarida, amino, gula-gula yang lain, sulfur dan fosfor. Akumulasi bahan organik
di dalam tanah sangat dipengaruhi suhu dan ketersediaan oksigen.
Senyawa-senyawa organik tanah yang penting adalah :
- humus
- minyak, lemak dan resin
- sakarida
- senyawa-senyawa fosfor
Humus adalah bagian tanah yang mengandung bahan organik, terdiri dari
bagian yang larut, seperti asam humat dan asam fulfat serta bagian-bagian yang tidak
larut, seperti humin yang tidak mudah urai. Humus merupakan residu dari degradasi
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
bahan tanaman oleh bakteri atau fungi. Humus kaya akan karbon, hidrogen dan
oksigen. Substansi humus juga mampu berikatan kuat dengan senyawa-senyawa
polivalen yang kelarutannya rendah, seperti DDT dan antrazine, suatu herbisida yang
digunakan secara luas untuk membunuh gulma, sehingga tanah dapat tercemar oleh
pestisida jenis ini.
Minyak, lemak dan resin umumnya hanya merupakan beberapa persen dari
bahan organik tanah, namun dapat mempengaruhi sifat fisik tanah dan kemungkinan
tanah dapat menjadi fitotoksik. Sakarida merupakan sumber makanan utama bagi
mikroorganisme tanah dan membantu stabilitas agregat tanah, sedangkan senyawasenyawa fosfor merupakan sumber fosfor bagi tanaman, sebagai fosfor anorganik
yang ketersediaannya tergantung pada pH tanah. Fosfoe juga sebagai bioenergitika
(ATP dan enzim-enzim kinase).
Komponen anorganik tanah sangat penting dalam produktivitas tanah. Dalam
bentuk koloid komponen anorganik merupakan penyimpan air dan nutrien yang dapat
tersedia bagi tanaman bila diperlukan. Unsur-unsur dalam tanah, seperti Al, Fe, Si, Ca,
Na, K dan Mg serta oksigen dapat bergabung membentuk fraksi mineral anorganik,
seperti kuarsa (SiO2), orthoklase (KAlSi3O8), albite (NaAl SiO8) dan magnetit
(Fe3O4). Bagi tanaman yang penting adalah unsur anorganik tanah atau mineral tanah
sebagai hara tanaman.
Hara tanaman terdiri dari hara makro dan hara mikro. Hara makro merupakan
unsur-unsur yang menjadi komponen pokok pada tanaman dan diperlukan dalam
jumlah yang banyak. Unsur-unsur ini terdiri dari : yang diperoleh dari atmosfer dan
perairan karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O) dan nitrogen (N), fosfor (P), kalium
(K), kalsium (Ca), magnesium (Mg) dan sulfur (S), yang umumnya diperoleh dari
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
tanah. Walaupun N, P dan K sering ditambahkan melalui pemupukan dan N sering
diperoleh dari atmosfer melalui bakteri dalam proses nitrifikasi dan denitrifikasi.
Hara mikro berfungsi sebagai komponen penting enzim-enzim pada tanaman,
namun diperlukan dalam jumlah yang sangat kecil, bila terlalu banyak dapat menjadi
toksik. Unsur-unsur ini terdiri dari : boron (B), klor (Cl), tembaga (Cu), besi (Fe),
mangan (Mn), molibdenum (Mo), natrium (Na), seng (Zn) dan vanadium (Va),
dimana Mn, Fe, Zn, Cl dan Va juga terlibat dalam fotosintesis.
Polusi Tanah
Sumber polusi tanah dapat dari limbah, sampah, atmosfer atau dari perairan
atau kegiatan pertanian, seperti kelebihan pupuk dan ketidak tepatan pestisida. Polusi
tanah dapat terjadi secara langsung, maupun secara tidak langsung. Secara langsung
seperti penggunaan pupuk yang berlebih, pemakaian pestisida yang kurang tepat dan
pembuangan limbah atau sampah yang tidak terurai. Secara tak langsung, seperti :
-
melalui air. Air yang mengandung pencemar dapat mengubah susunan kimia
tanah, sehingga mengganggu kehidupan di dalam dan di permukaan tanah.
-
Melalui udara. Udara yang tercemar dapat menurunkan hujan yang
mengandung pencemar, sehingga tanah juga akan tercemar.
Pemupukan yang berlebih dapat meningkatkan unsur yang ada dalam tanah
baik jumlah maupun ketersediaannya bagi tanaman, sehingga tanaman dapat menjadi
keracunan. Hal ini menunjukkan bahwa tanah tersebut sudah kurang baik bagi
pertumbuhan tanaman, berarti sudah tercemar. Selain itu unsur yang berlebih ini dapat
di alirkan oleh air tanah atau air permukaan menuju ke perairan, sehingga dapat
menyebabkan eutrofikasi, terutama untuk unsur N dan P. Eutrofikasi didefenisikan
sebagai peningkatan jumlah nutrien dalam air permukaan, sehingga menyebabkan
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
pertumbuhan alga dan tanaman air, berkurangnya oksigen terlarut, peningkatan
turbiditas dan perusakan kualitas air secara umum.
Pestisida dipakai secara luas, karena terbukti hasilnya dapat meningkatkan
produksi tanaman, sehingga perekonomian dapat ditingkatkan. Namun harus diingat
juga dampak penggunaannya yang berkaitan dengan sifat mendasar yang penting
terhadap efektifitasnya sebagai pestisida.
Faktor-faktor yang menjadi pertimbangan bila pestisida terserap oleh tanah
adalah tercucinya pestisida (leaching), sehingga juga berpotensi sebagai pencemar
perairan, pengaruhnya terhadap mikroorganisme dan hewan-hewan tanah dan
kemungkinan terdegradasinya pestisida menjadi zat atau senyawa yang sangat
beracun. Beberapa faktor yang mempengaruhi adsorbsi pestisida antara lain kelarutan,
volatilitas, polaritas struktur serta ukuran molekul.
Kekuatan terserapnya pestisida pada partikel tanah tergantung pada beberapa
hal, seperti ikatan van derwalls yang dipengaruhi oleh interaksi antara dipol-dipol
molekul pestisida dengan muatan partikel tanah, pertukaran kation, melalui ikatan
hidrogen dan dalam beberapa kasus pestisida dapat juga sebagai ligan yang
terkoordinasi dengan logam-logam dalam bahan mineral tanah.
Pergerakan pestisida dalam lingkungan tanah menyangkut beberapa proses,
seperti difusi dan hamburan, perpindahan massa, pencucian dan penguapan. Difusi
pestisida di dalam tanah dapat terjadi dalam larutan pada batas antar fasa udara-air
atau udara-padatan dan juga dalam udara-tanah. Proses ini rumit dan dipengaruhi oleh
kelarutan, penyerapan, kandungan air tanah, porositas serta penyerapan oleh tanaman.
Degradasi pestisida dalam tanah melalui tiga cara, yaitu fotodekomposisi,
transformasi kimiawi dan degradasi mikrobiologis. Dalam proses transformasi
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
kimiawi air berperan sebagai media reaksi, rektan atau keduanya. Reaksi-reaksi ini
meliputi hidrolisis, oksidasi, reduksi dan isomerisasi. Reaksi-reaksi ini dapat dikatalis
oleh permukaan liat oksida dan ion logam serta bahan organik.
Korelasi dengan siklus udara dan air
Gas SO2 dari pembakaran akan mengendap dalam tanah sebagai SO42-.
Sedangkan NO di udara akan menjadi NO3- dan tersimpan dalam tanah atau NO dan
NO2 akan terserap oleh tanah kemudian dalam tanah teroksidasi menjadi NO3-.
Karbon monoksida akan berubah menjadi CO2 dan menjadi biomas oleh
bakteri dan fungi. Partikel-partikel timbal (Pb) dari pembakaran bahan bakar pada
kendaraan bermotor juga ditemukan dalam kadar yang tinggi di dalam tanah pada
daerah yang lalu lintasnya padat.
Di daerah industri senyawa-senyawa organik yang mudah menguap, seperti
benzena, toluena, xylena, diklormetan dan sebagainya akan dapat menjadi pencemar
tanah. Beberapa senyawa organik pencemar dapat berikatan dengan humus selama
proses humifikasi. Terikatnya senyawa-senyawa organik ini oleh humus selama
strukturnya mirip dengan substansi humik seperti fenol dan anilin, setelah berikatan
akan menjadi residu terikat yang sangat resisten terhadap perusakan, baik secara
biologi maupun secara kimia.
Pencemar-pencemar tanah dapat terbawa oleh air permukaan atau oleh erosi
air maupun angin ke perairan (danau, sungai dan laut), sehingga dapat juga mencemari
perairan tersebut. Bila N dan P berlebih di tanah terbawa ke perairan dapat
menyebabkan eutrofikasi, sedangkan senyawa-senyawa organik seperti di atas dan
unsur-unsur anorganik seperti logam berat yang terbawa ke perairan akan
mempengaruhi kehidupan organisme di perairan tersebut.
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
2.2. Kimia Tanah
Sifat kimia tanah dapat dilihat dari tingkat keasaman dan komposisi
kandungan hara mineralnya. Sifat kimia tanah mempunyai arti penting dalam
menentukan dosis pemupukan dan kelas kesuburan tanah. Tanaman kelapa sawit tidak
memerlukan tanah dengan sifat kimia yang istimewa sebab kekurangan suatu unsur
hara dapat diatasi dengan pemupukan. Walaupun demikian, tanah yang mengandung
unsur hara dalam jumlah yang besar sangat baik untuk pertumbuhan vegetatif dan
generatif tanaman.
Tanaman kelapa sawit tumbuh baik pada tanah yang memiliki kandungan
unsur hara yang tinggi, dengan C/N mendekati 10, dimana C 1% dan N 0,1%. Namun,
faktor pengolahan budi daya atau teknis agronomis dan sifat genetis induk tanaman
kelapa sawit juga menentukan produksi kelapa sawit (Yan Fauzi, 2007).
Sistem tanah terdiri dari tiga fasa, yaitu padat, cairan dan gas. Fasa padat
merupakan campuran mineral dan bahan organik yang membentuk jaringan kerangka
tanah. Dalam jaringan ini terbungkus sistem ruang pori yang ditempati bersama oleh
fasa cairan dan gas.
Fasa cairan dari sistem tanah disebut dengan larutan tanah, yang terdiri dari air
dan zat-zat terlarut (garam-garam bebas dan ion-ion dari garam-garam tersebut).
Larutan tanah merupakan sumber perolehan unsur hara anorganik dan air bagi akar
tanaman dan organisme lainnya.
Tanah mempunyai kemampuan untuk melakukan peruraian atau reaksi tanah
lainnya atau menetralisir efek polutan, melalui berbagai reaksi kimia dan biokimia
antara lain :
-
reaksi reduksi dan oksidasi
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
-
reaksi asam basa
-
pengendapan
-
jerapan
-
degradasi biokimia
walaupun demikian tetap diperlukan perhatian bila akan membuang limbah ke dalam
tanah, terutama adanya kontaminasi air tanah.
Reaktifitas Tanah
Pada kondisi asam beberapa bakteri dalam tanah dapat mereduksi nitrat
menjadi nitrit (ion toksik) melalui reaksi :
NO3- + 2H+ + 2 e
NO2- + H2O
Ammonia dalam tanah akan teroksidasi dengan katalis mikroorganisme dan akan
terbentuk nitrat melalui reaksi :
NH3 + 2 O2
H+ + NO3- + H2O
Sedangkan nitrogen dalam ammonium (NH4+) dapat terikat kuat pada tanah atau
terikat pada lapisan kristal mineral liat dan dapat juga dipertukarkan melalui reaksi
pertukaran ion.
Pada kondisi basa fosfor dalam tanah dapat bereaksi dengan kalsium karbonat
membentuk hidroksi apatit yang tidak larut melalui reaksi :
6HPO22- + 10 CaCO3 + 4 H2O
Ca10 (PO4)6(OH)2 + 10 HCO3- + 2 OH-
Tanah dapat menjadi asam oleh proses-proses reduksi dan oksidasi sulfur,
seperti reaksi :
H2S + 2 O2
2 S + 3 O2 + 2 H2O
H2SO4
2 H+ + SO422 H2SO4
4 H+ + 2 SO42-
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
Oksidasi S dapat dilakukan oleh mikroorganisme autotrop maupun heterotrop yang
hidup dalam tanah pada pH antara 1,5 – 9, sedangkan pada tanah-tanah yang netral
dan basa oksidasi S dilakukan oleh mikroorganisme heterotrop. Faktor-faktor yang
mempengaruhi oksidasi S adalah tipe tanah, pH, temperatur dan kelembapan tanah
serta bahan organik tanah. Aktivitas mikroorganisme dalam tanah dapat menyebabkan
perubahan S organik menjadi anorganik, hal ini penting untuk penyediaan S bagi
pertumbuhan tanaman.
Reaksi – reaksi dalam tanah
1. Reaksi asam basa, seperti reaksi pyrite (FeS2) dalam tanah membentuk asam
sulfat, sehingga membentuk tanah-tanah “cat clays” yang kemungkinan
mempunyai pH lebih kecil dari 3 (tanah sangat asam). Reaksinya :
Fe2+ + 2 H+ + SO42-
FeS2 + 7 O2 + H2O
Tanah-tanah asam ini tak baik untuk pertumbuhan tanaman, sehingga perlu
dinetralisir, misalnya dengan menggunakan kalsium karbonat (pengapuran).
Pertumbuhan tanaman umumnya terjadi pada pH yang mendekati netral.
2. Reaksi pertukaran kation, seperti pada penambahan CaCO3, dimana ion H+ yang
terserap pada tanah asam akan dipertukarkan oleh ion Ca, reaksinya :
tanah]
+ CaCO3
tanah] Ca+ + CO2 + H2O selanjutnya reaksi :
tanah] Ca2+ + 2 CO2 + 2H2O
tanah] + Ca2+ (akar) + 2 HCO3
3. Reaksi hidrolisis, biasanya terjadi pada tanah-tanah yang cenderung basa, seperti
di daerah yang jarang turun hujan, sehingga perlu diberi perlakuan, seperti
penambahan aluminium sulfat atau besi sulfat atau dengan penambahan S yang
dioksidasi oleh bakteri yang menghasilkan asam sulfat, sehingga pH nya
mendekati netral, reaksinya :
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
2 Fe3+ + 3 SO42- + 6 H2O
S + 3/2 O2 + H2O
2 Fe(OH)3 (s) + 6H+ + 3 SO422 H+ + SO42-
Tersedianya unsur hara bagi tanaman, meningkatnya aktivitas mikroorganisme
dan reaksi-reaksi kimia lainnya di dalam tanah sangat dipengaruhi oleh reaksi tanah,
yang secara tidak langsung berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman.
Yang dimaksud dengan reaksi tanah ialah : Sifat keasaman dan kebasaan dari
tanah, sehingga kita kenal ada tiga reaksi tanah yaitu : asam, netral dan basa. Secara
defenisi dapat dikatakan bahwa pH tanah adalah aktivitas konsentrasi ion hidrogen
(H+) dalam suatu larutan tanah yang dinyatakan dengan rumus :
pH = log
1
= − log [ H + ]
+
[H ]
Suatu larutan yang bersifat asam mempunyai konsentrasi ion H+ lebih besar
dari konsentrasi ion OH- sedangkan suatu larutan basa, jika konsentrasi ion H+ lebih
kecil dari konsentrasi ion OH-, dan jika konsentrasi ion H+ sama dengan ion OH- maka
suatu larutan disebut netral, atau pH nya = 7.
Nilai pH berkisar antara 0 – 14, sedangkan untuk tanah pertanian pH ini
berkisar antara 4 – 9. tanah-tanah di Indonesia pada umumnya bereaksi masam dengan
pH 4.0 – 5.5 sehingga tanah-tanah yang ber pH 6.0 – 6.5 sudah dapat dikatakan cukup
netral meskipun masih agak masam. Di daerah rawa-rawa seperti pada tanah gambut
pH tanahnya lebih rendah lagi yakni sekitar 3.5 – 4.0 dan ada juga yang ber pH lebih
kecil dari 3.0 seperti tanah sulfat masam. Reaksi tanah dengan pH yang tinggi
dijumpai pada tanah-tanah daerah iklim kering atau pada tanah-tanah beragam, dapat
mencapai pH 8.5 – 9.0.
Reaksi tanah (pH) tidak mudah diturunkan ataupun dinaikkan secara
mendadak, karena di dalam tanah ada sifat penyangga pH. Komponen tanah yang
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
mempunyai sifat menyangga ini adalah gugus asam lemah seperti karbonat serta
komplek koloidal tanah yakni koloid liat dan koloid humus. Koloid tanah dikelilingi
oleh ion-ion H yang terserap pada permukaannya dan di pihak lain ada ion-ion H yang
tidak dipengaruhi oleh komplek serapan tanah yakni ion H yang berada pada larutan
tanah. Ion H yang terserap dan yang berada di dalam larutan tanah berada dalam
keseimbangan.
Reaksi tanah (pH) mempunyai peranan yang penting terhadap ketersediaan
unsur-unsur hara, baik hara makro maupun mikro. Meningkatnya kelarutan ion-ion
Al, dan Fe dan juga meningkatnya aktifitas jasad-jasad renik tanah sangat dipengaruhi
oleh keadaan pH tanah (Bachtiar, 2006).
Unsur – Unsur Hara Penyusun Tanaman
Hasil penelitian para ahli telah menunjukkan bahwa tanaman itu terdiri dari air
(± 90%) dan bahan kering atau dry matter (± 10%). Bahan kering terdiri dari bahanbahan organik dan an-organik. Menurut analisa kimia ternyata pula bahwa bahan
organik terdiri dari :
- Karbon (C)
: sekitar 47%
- Hidrogen (H) : sekitar 7%
- Oksigen (O)
: sekitar 44%
- Nitrogen
: sekitar 0,2% - 2%
Sedangkan bahan anorganik (persenyawaan anorganik) adalah merupakan
bagian-bagian mineral atau abu.
Berdasarkan analisa, ternyata tanaman itu terdiri dari sekitar 50 elemen atau
unsur. Sedang yang dibutuhkan oleh tanaman selama masa pertumbuhan dan
perkembangannya ada 16 unsur yang merupakan unsur hara esensial yang dapat
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
dibagi menjadi unsur hara makro dan mikro. Unsur hara makro relatif banyak
diperlukan oleh tanaman, sedangkan unsur hara mikro juga sama pentingnya dengan
unsur hara makro hanya dalam hal ini kebutuhan tanaman terhadap zat-zat ini hanya
sedikit.
Tidak lengkapnya unsur hara makro dan mikro, dapat mengakibatkan
hambatan
bagi
pertumbuhan/perkembangan
tanaman
dan
produktivitasnya.
Ketidaklengkapan salah satu atau beberapa zat hara tanaman makro dan mikro dapat
dikoreksi atau diperbaiki dengan pupuk tertentu pada tanahnya.
Sebagaimana kita telah ketahui dari pelajaran anatomi tanaman, bahwa pada
umumnya tanaman itu mempunyai jaringan-jaringan dan memerlukan enzim-enzim.
Jaringan-jaringan dibangun dari karbohidrat-karbohidrat, lemak-lemak, proteinprotein dan nukleoprotein, sedangkan enzim-enzim ialah untuk memungkinkan
jaringan-jaringan tersebut berfungsi.
Unsur hara yang banyak diperlukan bagi pembentukan jaringan-jaringan
seperti misalnya dengan : karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, fosfor dan belerang.
Untuk pembentukan enzim-enzim diperlukan (walaupun sangat minim) unsur-unsur :
besi, mangan, seng, tembaga, boron, molibdenum serta kadang-kadang pula kobalt
(Co). Sedang untuk keperluan-keperluan lainnya diperlukan oleh tanaman unsur-unsur
: kalium, magnesium, kalsium serta kadang-kadang natrium, klor dan unsur-unsur
elektrolit lainnya. unsur-unsur seperti : silika dan aluminium kemungkinan besar
diperlukan oleh jaringan tanaman. Dalam hal ini fungsinya tidak begitu jelas kecuali
unsur-unsur karbon, hidrogen dan oksigen (C,H,O).
Unsur-unsur yang diperlukan tanaman diserap dari tanah berupa ion-ion
organis yang sederhana, sedangkan C, H dan O diperoleh tanaman dari udara dan air.
Ahmad Fauzi : Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit
Bengkalis Riau, 2008.
USU Repository © 2009
Unsur nitrogen berasal dari ion-ion ammonium dan nitrat, terutama dari pemupukan
selain dari fiksasi Nitrogen udara. Unsur-unsur hara yang diserap akar-akar tanaman
dari dalam tanah banyaknya berbeda-beda. Hal ini sangat tergantung dari jenis atau
species tanaman-tanamannya (Mul Mulyani, 1999).
2.3. Unsur Hara Makro Karbon (C)
Tanaman mengambil unsur karbon berupa CO2 dari udara bebas (atmosfir).
Kegiatan ini dilakukan oleh organ tanaman yang memiliki klorofil, umumnya bagian
tanaman yang berwarna hijau dan terdapat di atas tanah. Klorofil mampu menyerap
energi cahaya (terutama sinar matahari) dan mengubahnya menjadi energi kimia.
Energi tersebut digunakan untuk menghasilkan CO2 menjadi senyawa organik
termasuk karbohidrat.
Kadar CO2 dalam atmosfir relatif stabil, yakni 0,03% volume atau 0,57
mg/liter ud