Analisa Kadar Unsur Hara Karbon Organik Dan Nitrogen Di Dalam Tanah Perkebunan Kelapa Sawit Bengkalis Riau

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

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

PERSETUJUAN

Judul : ANALISA KADAR UNSUR HARA KARBON

ORGANIK DAN NITROGEN DI DALAM TANAH PERKEBUNAN KELAPA SAWIT BENGKALIS RIAU

Kategori : TUGAS AKHIR

Nama : AHMAD FAUZI

Nomor Induk Mahasiswa : 052401065

Program Studi : DIPLOMA (III) KIMIA ANALIS

Departemen : KIMIA

Fakultas : 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 Drs. Firman Sebayang,MS

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

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%.

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%.

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 )

DAFTAR ISI

PERSETUJUAN ... i

PERNYATAAN ... ii

ABSTRAK ... iii

PENGHARGAAN ... v

DAFTAR ISI ... vi

DAFTAR LAMPIRAN ... vii

DAFTAR TABEL ... viii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Permasalahan ... 3

1.3. Tujuan ... 3

1.4. Manfaat ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4

2.1. Pengertian Tanah ... 4

2.2. Kimia Tanah ... 18

2.3. Unsur Hara Makro Karbon (C) ... 24

2.4. Unsur Hara Nitrogen Di Dalam Tanah ... 26

2.5. Analisa Nitrogen Dengan Metode Kjeldahl ... 29

2.6. Perbandingan Karbon-Nitrogen (C/N) ... 31

BAB III BAHAN DAN METODE PERCOBAAN ... 34

3.1. Persiapan Contoh Tanah ... 34

3.1.1. Mengeringkan Contoh Tanah ... 34

3.1.2. Menghaluskan Contoh Tanah ... 34

3.2. Proses Analisis Contoh Tanah ... 35

3.2.1. Penetapan C – Organik Cara Walkley And Black ... 35

3.2.2. Penetapan Nitrogen (N) Cara Kjeltec Auto Destilation ... 37

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 41

4.1. Hasil Analisis Penetapan C – Organik Cara Walkley And Black ... 41

4.2. Hasil Analisis Penetapan Nitrogen (N) Cara Kjeltec Auto Destilation ... 43

4.3. Pembahasan ... 45

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 48

5.1. Kesimpulan ... 48

5.2. Saran ... 48

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

1. Tabel 1.5. Kadar Karbon (C) Organik Tanah ... 41 2. Tabel 1.6. Kadar Nitrogen (N) contoh tanah ... 43

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.

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.

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.

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,

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 jasad-jasad 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 reaksi-reaksi 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

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,

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

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).

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,

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 senyawa-senyawa 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 mineral-mineral lempung.

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

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 partikel-partikel tanah, air diantara partikel-partikel-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

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

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 senyawa-senyawa 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

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

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

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.

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 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 H2SO4 2 H+ + SO4

2-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 :

FeS2 + 7 O2 + H2O Fe2+ + 2 H+ + SO4

2-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 :

2 Fe3+ + 3 SO42- + 6 H2O 2 Fe(OH)3 (s) + 6H+ + 3 SO4

2-S + 3/2 O2 + H2O 2 H+ + SO4

2-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 :

] [ log ]

[ 1

log ₊ =− +

= H

H pH

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

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 bahan-bahan organik dan an-organik. Menurut analisa kimia ternyata pula bahwa bahan-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

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, protein-protein dan nukleoprotein-protein, 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.

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 udara. Tanpa adanya CO2 di udara, maka kehidupan tanaman akan terhenti.

Kalau kehidupan tanaman terhenti, maka kehidupan makhluk lain termasuk manusia dan hewan mungkin juga terhenti.

Menurut Kononova (1966), sumber utama CO2 di alam berasal dari

dekomposisi bahan organik berupa sisa-sisa tanaman ataupun hewan dan dari respirasi invertebrata, bakteri, serta fungi. Berdasarkan perhitungan Uspenkii cit. Kononova (1966), jumlah CO2 yang dihasilkan oleh hasil pernafasan populasi heterotrof per

tahun diperkirakan sebagai berikut :

Binatang invertebrata : 3,7 x 109 ton

Bakteri : 51,4 x 109 ton

Fungi/jamur : 8,8 x 109 ton Akar tanaman : 71,5 x 109 ton

Jumlah CO2 seluruhnya : 135,4 x 109 ton

Menurut kononova (1966), keperluan seluruh tanaman yang hidup diperkirakan sekitar 80 x 109 ton karbon per tahun. Dengan persediaan CO2 dalam

udara sebesar 0,03% volume, maka CO2 tersebut akan habis diserap tanaman dalam

waktu beberapa dekade saja. Berkat adanya daur (siklus) yang menghasilkan CO2,

maka kadar gas tersebut relatif stabil (Afandie, 2002).

Karbon penting sebagai bahan pembangun bahan organik, karena sebahagian besar bahan kering tanaman terdiri dari bahan organik, sumber karbon dapat dikatakan banyak, dalam ruangan tertutup yang berisi : CO2 – fotosintesa terus

aktif. Kandungan karbon bervariasi di atas tanah, di atas daun, dalam hal ini satu meter di atas tanah akan berbeda.

Di udara terbuka terdapat 0,03% CO2, sedangkan di tempat yang banyak tanamannya

terdapat CO2 yang lebih besar dari 0,03%. Landegardh (1924) menyatakan bahwa

CO2 :

- pada permukaan tanah terdapat sekitar 0,053 – 0,28%. - Di atas daun terdapat sekitar 0,04 – 0,067%.

- Satu meter di atas permukaan tanah terdapat sekitar 0,07% (Mul Mulyani, 1999).

2.4. Unsur Hara Makro Nitrogen di Dalam Tanah

Nitrogen adalah unsur hara makro utama yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang banyak, diserap tanaman dalam bentuk amonium ( NH4+ ) dan nitrat (NO3+).

Sumber N tidak diperoleh dari batuan dan mineral tapi berasal dari hasil pelapukan bahan organis, dari udara melalui fiksasi N oleh mikroorganisme baik yang bersimbiosa dengan akar tanaman leguminosa seperti bakteri rhizobium atau tidak

seperti bakteri Azotobacter dan Clostrodium. Sumber lain dari nitrogen di dalam tanah melalui air hujan dan melalui penambahan pupuk buatan seperti urea atau ZA.

Nitrogen berperan penting dalam merangsang pertumbuhan vegetatip dari tanaman. Membuat daun tanaman berwarna hijau gelap. Selain itu N merupakan penyusun plasma sel dan berperan dalam pembentukan protein.

Bila tanaman kahat (defisiensi) unsur hara N menunjukkan gejala pada tanaman seperti pertumbuhan yang kerdil, pertumbuhan akar terbatas dan daun menjadi warna kuning pucat. Kuningnya warna daun dimulai dari daun tua baru kemudian pada daun muda.

Bila kelebihan unsur hara N maka akan mengakibatkan memperlambatnya kematangan tanaman, batang lebih mudah roboh dan mudah diserang oleh hama penyakit.

Bentuk-bentuk N di dalam tanah : Nitrogen didalam tanah terdapat dalam beberapa bentuk, ada yang dalam bentuk senyawa organik seperti protein atau senyawa-senyawa amino dan ada yang dalam bentuk anorganik seperti Amonium (NH4+) dan

Nitrat (NO3+).

Mineralisasi Nitrogen dari Bahan Organik

Pada bagian terdahulu telah dinyatakan bahwa sumber utama N berasal dari penguraian bahan-bahan organik. Peruraian ini melalui beberapa proses sebagai berikut :

Aminisasi : Proses aminisasi adalah proses pelapukan protein dari bahan organik oleh

bermacam-macam mikroorganisme sehingga terbentuk senyawa-senyawa amino Protein ---> Enzyme ---> Senyawa amino ---> Co2 + E

Amonifikasi : Amonifikasi adalah proses pembentukan ammonium dari

senyawa-senyawa amino oleh mikroorganisme.

Hidrolisis enzymatik

R-NH2 + HOH ---> R-OH + NH3 + E

NH3 + HOH ---> NH4OH <=======> NH4+ + OH -Nitrifikasi : Proses nitrifikasi adalah proses perubahan amonium menjadi nitrit oleh

bakteri Nitrosomonas dan kemudian menjadi nitrat oleh bakteri Nitrobacter Nitrosomonas

2 NH4+ + 3O2 ---> 2 NO2- + 2H2O + 4 H+ + E

Nitrobacter

2 NH2- + O2 ---> 2 NO3- + E

Denitrifikasi : Denitrifikasi adalah suatu proses terjadinya reduksi nitrat (NO3-) menjadi Nitrit dan selanjutnya menjadi gas N2. terjadinya proses denitrifikasi ini pada

tanah-tanah tergenang, yang mempunyai drainase buruk serta tata udara yang jelek atau kekurangan O2. dalam proses ini yang berperan aktip adalah bakteri denitrifikasi.

Bakteri denitrifikasi

2 HNO3 ---> 2 HNO2 ---> N2O ---> N2 gas

-2(O) -H2O -(O)

Pada pupuk urea juga terjadi proses denitrifikasi yaitu proses reduksi kimia yang terjadi setelah terbentuk nitrit.

2 HNO3 + CO(NH2)2 ---> CO2 + 3H2O + 2 N2

Nitrit urea gas (Bachtiar,2006)

Pengikatan Nitrogen Dalam Tanah

Persediaan atau kandungan nitrogen di udara memang tinggi yaitu sekitar 76,5%, jadi pengikatannya yang terus menerus dapat dikatakan leluasa, berbeda dengan supply nitrogen tertentu di dalam tanah adalah sangat terbatar yang umumnya

bertingkatan dari sekitar 0,1% ke 0,2% dan lebih tinggi pada keadaan-keadaan yang eksepsional.

Curah hujan menurunkan kuantitas kecil nitrogen yang diikat dengan daya elektri di atmosfer. Yang penting didalam hal ini yaitu dalam hubungan oksida nitrogen. Fiksasi khemis dan psikokhemis atas nitrogen, melalui perantaraan sinar matahari misalnya, dapat juga dipikirkan atas pentingnya keadaan yang sangat terbatas itu. Baiklah kita perhatikan terlebih dahulu batasan fiksasi nitrogen dalam tanah, yaitu bahwa fiksasi nitrogen ialah proses pertukaran nitrogen udara menjadi nitrogen dalam tanah oleh jasad renik tanah, yang simbiotik dan non simbiotik.

Selain ke dua golongan jasad renik itu (non simbiotik dan simbiotik) yang merupakan jasad-jasad renik utama yang terlibat dalam proses, terdapat juga beberapa bakteri yang secara terbatas melakukan fiksasi nitrogen, antara lain beberapa bakteria dan cendawan, terutama misalnya oleh ganggang biru-hijau (Mul Mulyani, 1991). Daur Nitrogen

Sumber utama N berasal gas N2 dari atmosfir. Kadar gas Nitrogen di atmosfir

bumi berkisar 79%. Walaupun jumlahnya sangat besar, tetapi nitrogen tersebut belum dapat dimanfaatkan oleh tanaman tingkat tinggi, kecuali telah menjadi bentuk yang tersedia. Proses perubahan tersebut adalah :

1. Penambatan oleh mikrobia dan jasad renik lain. Jasad renik ada yang hidup simbiotis dengan tanaman legum (kacang-kacangan) ataupun tanaman non-legum.

2. Penambatan oleh jasad-jasad renik yang hidup bebas di dalam tanah atau yang hidup pada permukaan organ tanaman seperti daun.

3. Penambatan sebagai oksida karena terjadi pelepasan muatan listrik di atmosfir. Penambatan sebagai amonia, NO3- atau CN2 pada proses-proses yang terjadi di

industri pabrik pupuk sintesis.

Dapat dikatakan bahwa persediaan nitrogen di alam pada dasarnya tidak habis-habisnya. Nitrogen ditambat dengan proses dan cara yang berbeda-beda, demikian juga sebaliknya terjadi pelepasan N ke atmosfir (Afandie, 2002).

2.5. Analisa Nitrogen Dengan Menggunakan Metode Kjeldahl

Penerapan jumlah protein secara empiris yang umum dilakukan adalah dengan menentukan jumlah N yang dikandung oleh suatu bahan. Penentuan rotein berdasarkan jumlah N menunjukkan protein kasar karena selain protein juga terikut senyawaan N bukan protein misalnya urea, asam nuk leat, ammonia, nitrat, nitrit, asam amino, amida, purin dan pirimidin. Penentuan cara ini yang paling terkenal adalah cara kjeldahl yang dalam perkembangannya terjadi berbagai modifikasi misalnya oleh gunning dan sebagainya. Analisa protein cara kjeldahl pada dasarnya dapat dibagi menjadi tiga tahapan yaitu proses destruksi, proses destilasi dan tahap titrasi.

1. Tahap Destruksi

Pada tahap ini sampel dipanaskan, dalam asam sulfat pekat sehingga terjadi destruksi menjadi unsur-unsurnya. Elemen karbon, hidrogen teroksidasi menjadi CO, CO2, dan H2O. Sedangkan nitrogennya akan berubah menjadi (NH4)2SO4. Asam sulfat

yang dipergunakan untuk destruksi diperhitungkan adanya bahan protein lemak dan karbohidrat. Sampel yang dianalisa sebanyak 0,4 – 35 g atau mengandung nitrogen sebanyak 0,02 – 0,04 g. Untuk cara mikro kjeldahl bahan tersebut lebih kecil sedikit lagi yaitu 10 – 30 mg.

Untuk mempercepat proses destruksi sering ditambahkan katalisator yaitu selenium. Selenium dapat mempercepat proses oksidasi karena zat tersebut selain menaikkan titik didih juga mudah mengadakan perubahan dari valensi tinggi ke valensi rendah atau sebaliknya. Penggunaan selenium lebih reaktif dibandingkan merkuri dan kupri sulfat tetapi selenium mempunyai kelemahan yaitu karena sangat cepatnya oksidasi maka nitrogennya justru mungkin ikut hilang. Hal ini dapat diatasi dengan pemakaian selenium yang sangat sedikit yaitu kurang dari 0,25 g. Proses destruksi sudah selesai apabila larutan menjadi jernih atau tidak berwarna.

2. Tahap destilasi

Pada tahap destilasi, amonium sulfat dipecah menjadi ammonia dengan penambahan NaOH sampai alkalis dan dipanaskan. Agar supaya selama destilasi tidak terjadi superheating ataupun pemercikan cairan atau timbulnya gelembung gas yang besar maka dapat ditambahkan logam zink. Ammonium yang dibebaskan selanjutnya akan ditangkap oleh larutan asam standar. Asam standar yang dapat dipakai adalah asam klorida atau asam borat 4% dalam jumlah yang berlebihan. Agar supaya kontak antara asam dengan ammonia lebih baik maka diusahakan ujung tabung tercelup sedalam mungkin dalam asam. Untuk mengetahui asam dalam keadaan berlebihan maka diberi indikator misalnya BCG + MR atau PP. Destilasi diakhiri bila semua ammoniak telah terdestilasi sempurna dengan ditandai destilat tidak bereaksi basa.

3. Tahap Titrasi

Apabila penampung destilasi digunakan asam borat maka banyaknya asam borat yang bereaksi dengan ammonia dapat diketahui dengan titrasi dengan menggunakan

asam klorida 0,1 N dengan indikator BCG + MR, akhir titrasi ditandai dengan perubahan warna larutan dari biru menjadi merah muda. Selisih jumlah titrasi sampel dan blanko merupakan jumlah ekuivalen nitrogen (Sudarmadji, 1989).

2.6. Perbandingan Karbon-Nitrogen (C/N)

Jasad renik tanah merupakan agen utama untuk pembusukan bahan organik dan mempunyai kebutuhan makanan tertentu. Yang menjadi perhatian utama dari segi kepraktisan adalah jumlah karbon yang relatif terhadap nitrogen dalam bahan organik yang sedang terurai. Masalah timbul bila kandungan nitrogen didalam bahan organik yang terurai itu sedikit, karena jasad renik mungkin menjadi kekurangan nitrogen dan bersaing dengan tumbuhan tinggi untuk memperoleh nitrogen apa saja yang tersedia didalam tanah.

Nisbah karbon-Nitrogen merupakan cara yang mudah untuk menyatakan kandungan nitrogen relatif karena kandungan karbon dalam bahan organik relatif konstan, sekitar 40 – 50 persen, sementara kandungan nitrogen bervariasi berlipat ganda. Jadi, nisbah karbon-nitrogen bahan organik merupakan indikasi kemungkinan kekurangan nitrogen dan persaingan antara jasad renik dan tumbuhan tinggi untuk memperoleh nitrogen apa saja yang tersedia di dalam tanah.

Sisa tumbuhan dewasa yang menyediakan bahan mentah untuk penguraian jasad renik mengandung sekitar 50 persen karbon dan 1 persen nitrogen (C/N = 50). Karnohidrat dengan cepat diuraikan, dan terjadi peningkatan besar dalam kegiatan jasad renik. Selama penguraian, mineralisasi dan immobilisasi hara terjadi secara bersamaan. Yang menjadi perhatian khusus adalah apakah immobilisasi nitrogen melebihi mineralisasi. Bila demikian, jasad-jasad renik akan bersaing dengan

tumbuhan tinggi untuk memperoleh nitrogen yang sedang dimineralisasi dari penguraian humus, dan pertumbuhan tanaman tinggi akan menurun.

Faktor Nitrogen merupakan istilah yang akrab untuk menyatakan berapa jauh suatu bahan itu kekurangan nitrogen untuk peruraian. Istilah ini didefenisikan sebagai jumlah unit nitrogen anorganik yang harus disediakan untuk 100 unit bahan organik agar dapat menghindarkan immobilisasi nitrogen netto dari lingkungan. Immobilisasi melebihi mineraliasi nitrogen bila nisbah karbon-nitrogen adalah diatas 30. pada kisaran 15 sampai 30, immobilisasi dan mineralisasi kira-kira sama. Mineralisasi melebihi immobilisasi bila nisbah karbon-nitrogen pada bahan yang berurai kurang dari 15, seperti halnya humus tanah (Foth, 1994).

Apabila sejumlah besar bahan organik dengan C/N yang tinggi misal 50 : 1 dimasukkan ke dalam tanah, maka bahan organik ini akan diserang atau diuraikan oleh jasad-jasad renik tanah seperti bakteri, fungi dan aktinomisetes secara intensif. Bahan organik tersebut oleh jasad renik digunakan sebagai sumber energi. Untuk pembentukan tubuhnya ia membutuhkan nitrat. Nitrat diperolehnya dari dalam tanah sehingga lama ke lamaan nitrat tanah habis, dan selanjutnya tumbuhan yang tumbuh di atas tanah tersebut akan kekurangan nitrogen (terjadi kompetisi antara jasad renik dari tanah dengan tanaman). Pengikatan nitrat oleh jasad renik dari tanah sehingga tidak tersedia untuk pertumbuhan tanaman disebut dengan Immobilisasi Nitrogen.

Dengan berlangsungnya pelapukan bahan organik, CO2 banyak dibebaskan,

sedangkan N tidak, sehingga C/N menjadi turun. Proses ini berlangsung terus sehingga terbentuk humus. Proses penguraian bahan organik sehingga terbentuk humus disebut dengan humifikasi.

Pada saat aktifitas pelapukan bahan organik menurun, persediaan karbon menipis, dan jumlah jasad renik berkurang dan selanjutnya nitrogen tidak diperlukan lagi. Selanjutnya nitrifikasi mulai berjalan, dan terbentuklah nitrat yang jumlahnya bertambah lebih besar dari pada sebelum penambahan bahan organik (Bachtiar, 2006).

BAB 3

BAHAN DAN METODE PERCOBAAN

3.1. Persiapan Contoh Tanah 3.1.1. Mengeringkan contoh tanah

- Contoh tanah yang diterima diberi nomor laboratorium secara teratur, kemudian diserakkan di atas tampah bambu dengan tangan dan dipisahkan bahan-bahan lain yang terdapat di dalam tanah serta akar-akar yang kasar dibuang

- Tampah yang berisi contoh tanah disusun secara teratur di atas rak pengering yang terbuat dari kayu di dalam ruang pengeringan.

- Setiap hari contoh tanah diremas-remas agar cepat kering. Setelah contoh tanah kering dapat segera ditumbuk atau dihaluskan.

3.1.2. Menghaluskan contoh tanah

- Contoh tanah yang sudah kering ditumbuk perlahan-lahan dengan menggunakan alu kayu dan lumpang porselin.

- Tanah yang sudah ditumbuk sebagian di ayak dengan ayakan berukuran 2 mm dan dimasukkan kedalam mangkuk plastik bertutup ukuran 100 ml, sebahagian

lagi di ayak dengan ayakan berukuran 0,5 mm dan dimasukkan kedalam mangkuk plastik bertutup ukuran 30 ml.

- Contoh tanah dalam mangkuk plastik dilengkapi dengan nomor laboratorium untuk selanjutnya dilakukan analisis.

- Sisa contoh tanah dimasukkan kembali ke dalam tempatnya semula dilengkapi dengan label aslinya dan dicatatkan nomor laboratorium, lalu disimpan dengan teratur di atas rak-rak penyimpanan contoh tanah dengan tujuan apabila ada ulangan contoh tanah tersebut dapat digunakan kembali.

3.2. Proses Analisis Contoh Tanah

3.2.1. Penetapan C – Organik Cara Walkley And Black Prinsip

Karbon yang terdapat sebagai bahan organik di dalam tanah tereduksi dengan larutan kalium dikromat (K2Cr2O7) 1 N dalam suasana asam. Kemudian dikromat

yang telah bereaksi di titrasi dengan larutan ferro sulfat menggunakan difenilamain sebagai indikator.

Alat – alat

- Buret mikro 10 ml - Stopwatch

- Erlenmeyer 500 ml

Bahan – bahan

- Larutan asam sulfat (H2SO4) pekat p.a

- Larutan asam fosfat (H3PO4) pekat p.a

- Larutan Kalium dikromat (K2Cr2O7) 1 N

Pembuatan larutan :

- Larutan kalium dikromat (K2Cr2O7) 1 N

Ditimbang 49,04 gram K2Cr2O7 p.a ke dalam gelas piala 1 liter. Di larutkan

dengan air destilasi, dimasukkan ke dalam labu ukur 1 liter, penuhkan dengan air destilasi hingga tanda garis dan dikocok hingga merata.

- Larutan difenilamine.

Ditimbang 27,82 gram FeSO4.7H2O ke dalam gelas piala 250 ml, ditambahkan

air destilasi secukupnya, ditambahkan 15 ml H2SO4 pekat perlahan-lahan, aduk

hingga larut. Dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml, ditambahkan air destilasi hingga tanda garis dan dikocok hingga merata, kemudian disaring dengan kertas saring. Larutan dibuat setiap hari sebanyak yang diperlukan sebab tidak tahan disimpan lama.

Prosedur percobaan :

- Di timbang 1 gram contoh tanah halus < 0,5 mm kering udara, dimasukkan kedalam erlenmeyer 500 ml dan disediakan juga untuk penetapan blanko. - Ditambah 10 ml larutan kalium dikromat 1 N dan secara perlahan-lahan

ditambahkan 20 ml H2SO4 pekat, erlenmeyer digoyang-goyang dengan tangan

selama 1 menit. Didiamkan di atas asbes selama 30 menit.

- Ditambahkan masing-masing erlenmeyer 200 ml air destilasi, 5 ml asam posfat pekat (85%) dan 1 ml larutan dipenilamin. Blanko dan contoh dititrasi dengan larutan ferosulfat 1 N hingga warna hijau, ditambah lagi 0,5 ml larutan K2Cr2O7 1 N dan dititrasi kembali dengan larutan FeSO4 1N sampai dengan

warna hijau timbul kembali

3.2.2. Penetapan Nitrogen (N) Cara Kjeltec Auto Destilation Prinsip

Nitrogen di dalam tanah diubah menjadi ion ammonium (NH4+) dengan cara

destruksi menggunakan larutan H2SO4 (p) dan katalis berupa campuran selenium.

Hasil destruksi dibuat dalam suasana basa dan ammonia didestilasi untuk ditampung ke dalam larutan asam borak dan dititrasi dengan larutan HCl. Banyaknya HCl yang dibutuhkan untuk membebaskan ammonium dari ikatannya dengan borak menunjukkan banyaknya nitrogen yang ada.

Alat – alat

- Penangas listrik khusus untuk ukuran tabung reaksi 20 ml berkapasitas 36 tabung reaksi

- Kjeltec system

- Kjeltec Auto Destilation - Buret otomatis

- Erlenmeyer 250 ml

Bahan – bahan

- Larutan asam sulfat (H2SO4) pekat p.a

- Campuran selenium

- Larutan indikator campuran - Larutan asam boraks (H3BO3) 3%

- Larutan HCl 0,01N - Larutan NaOH 50%

Pembuatan larutan :

Ditimbang 950 gram Na2SO4 kering, 15 gram CuSO4.5H2O dan 20 gram

selenium. Digiling dalam lumpang porselin hingga tercampur sempurna. - Larutan indikator campuran

Ditimbang 0,2 gram methyl red kemudian dilarutkan dengan alkohol 95% dalam labu ukur 100 ml dan 0,1 gram bromcresol green dilarutkan dengan alkohol 95% dalam labu ukur 100 ml.

Dicampurkan 100 ml bromcresol green 0,1% dengan 34 ml methyl red 0,2%. - Larutan asam boraks (H3BO3) 3%

Ditimbang 30 gram H3BO3 dan dimasukkan ke dalam gelas piala 2 liter.

Ditambahkan ± 500 ml air destilasi yang panas, diaduk hingga H3BO3 larut

sempurna. Setelah dingin dimasukkan kedalam labu ukur 1000 ml.

Ditambahkan 10 ml indikator campuran dan dipenuhkan dengan air destilasi hingga tanda garis, dikocok hingga rata kemudian disimpan ke dalam botol yang berwarna gelap.

- Larutan HCl 0,01N

Di pipet 8,3 ml HCl pekat 37% p.a kemudian diencerkan dengan air destilasi hingga 1 liter ( HCl 0,1 N )

Di pipet 100 ml HCl 0,1 N kemudian diencerkan dengan air destilasi hingga 1 liter ( HCl 0,01 N )

Cara Penetapan Normalitas (N) HCl 0,01 N

Ditimbang 0,4765 gram Na2B4O7.10H2O dalam gelas piala 250 ml. Dilarutkan

dengan ± 150 ml air destilasi panas bebas CO2 ( air destilasi di didihkan untuk

Didinginkan dan dimasukkan ke dalam labu ukur 250 ml, dipenuhkan dengan air destilasi hingga tanda garis. Dikocok hingga homogen, maka larutan borak adalah 0,0100 N. Dipipet 10 ml larutan borak ke dalam erlenmeyer 100 ml, diencerkan dengan air destilasi hingga 30 ml, ditambahkan ± 3 tetes indikator metil red 0,2%. Dititrasi dengan HCl 0,01 N. Turut disertakan blanko.

(pentiter) N

0,01 HCl ml

0,0100 x 10

HCl (N)

Normalitas =

Dihitung 4 desimal

- Larutan NaOH 50%

Ditimbang 500 gram NaOH kristal kemudian dilarutkan dengan air destilasi hingga 1 liter.

Prosedur percobaan :

Tahap Destruksi :

- Ditimbang 0,5 gram contoh tanah halus < 0,5 mm kering udara kedalam tabung reaksi 20 ml disertai blanko. Dilakukan juga penetapan kadar air untuk koreksi berat contoh kering 105oC.

- Contoh dan blanko ditambah 0,5 gram campuran selenium, 2,5 ml H2SO4

pekat p.a.

- Dipanaskan diatas penangas listrik khusus untuk ukuran tabung reaksi, mula-mula pada suhu rendah, perlahan-lahan suhu dinaikkan sampai ± 360oC, setelah suspensi berwarna putih, tabung diangkat dan didinginkan.

- Suspensi contoh dimasukkan kedalam tabung destilasi secara kuantitatif sambil dibilas dengan air destilasi secukupnya dan diletakkan pada alat destilasi. Alat tersebut secara otomatis akan menambahkan 10 ml larutan NaOH 50% kedalam tabung destilasi.

- Destilat ditampung kedalam erlenmeyer 250 ml yang berisi 5 ml asam boraks serta larutan indikator campuran.

- Destilasi dilakukan selama ± 3 menit. Tahap Titrasi :

- Destilat hasil destilasi dititrasi dengan HCl 0,01 N hingga warna larutan menjadi merah jambu.

- Dilakukan juga penetapan blanko.

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Analisis Penetapan C – Organik Cara Walkley and Black Tabel 1.1. Kadar Karbon (C) Organik tanah

No. Lab Berat contoh kering 105 oC (g)

Vol.titran FeSO4 1 N

C – Organik (%)

Blanko - 10,72 -

1 0,9952 7,06 1,08

2 0,9872 7,46 0,97

3 0,9903 8,50 0,66

5 0,9931 8,38 0,69 Perhitungan : 0,9794 10,72 (1) ) 10,5 ( blanko (titrasi) FeSO ml O Cr K N x O Cr K ml FeSO (N) Normalitet 4 7 2 2 7 2 2 4 = = = % 1,08 9952 , 0 0,3 x 0,9794)} x 7,06 ( -10,5 { C 105 kering contoh Berat 0,3 x )} FeSO N x titrasi ml ( -O Cr K ml { C % 1) Lab. (No. o 4 7 2 2 = = = 0,97% 9872 , 0 0,3 x 0,9794)} x 7,46 ( -10,5 { C 105 kering contoh Berat 0,3 x )} FeSO N x titrasi ml ( -O Cr K ml { C % 2) Lab. (No. o 4 7 2 2 = = = Reaksi :

C + K2Cr2O7 + H2SO4 CO2 + K2SO4 + Cr2O7 2- + H+

Cr2O7 2- + 14 H+ + 6Fe 2+ 2 Cr 3+ + 6 Fe 3+ + 7H2O

H H H

N N N + H Difenilamin difenilbenzidin

N N +2 H+ + 2e

Difenilbenzidin Violet

4.2. Hasil Analisis Penetapan Nitrogen (N) Cara Kjeltec Auto Destilation Tabel 1.2. Kadar Nitrogen (N) contoh tanah

No. Lab Berat contoh kering 105oC (g) Vol. Titran HCl (ml) N (%)

Blanko - 0,32 -

1 0,5000 2,94 0,08

2 0,5000 2,48 0,07

3 0,4984 1,78 0,04

4 0,4975 0,96 0,02

5 0,5007 2,88 0,08

Normalitas HCl = 0,01167 Perhitungan :

% 0,08 1000 x 0,5000 100 x 14 x 0,01167 x ) 0,32 -2,94 ( 1000 x C 105 kering contoh Berat 100 x 14 x HCl N x ) blanko -contoh ( titrasi ml N % (No.Lab.1) o = = = % 0,07 1000 x 0,5000 100 x 14 x 0,01167 x ) 0,32 -2,48 ( 1000 x C 105 kering contoh Berat 100 x 14 x HCl N x ) blanko -contoh ( titrasi ml N % (No.Lab.2) o = = = Reaksi : Tahap destruksi Se

(C, H, O, N)n + H2SO4 (p) (NH4)2SO4 + SO2 + CO2 + H2O

Larutan jernih Tahap destilasi

(NH4)2SO4 + 2 NaOH 2 NH4OH + Na2SO4

NH4OH NH3(g) + H2O

NH3 (g) NH3 (l)

2 NH3 + 4 H3BO3 (NH4)2B4O7 + 5 H2O

Larutan berwarna biru Tahap titrasi

(NH4)2B4O7 + HCl (NH4)2Cl + H2B4O7

Larutan merah muda

4.4. Pembahasan

Nitrogen (N) merupakan hara makro utama yang sangat penting untuk pertumbuhan tanaman. Nitrogen diserap oleh tanaman dalam bentuk ion NO3- atau

NH4+ dari tanah. Kadar Nitrogen rata-rata dalam jaringan tanaman adalah 2% - 4%

berat kering. Dalam tanah, kadar Nitrogen sangat bervariasi, tergantung pada pengolahan dan penggunaan tanah tersebut (afandie, 2002)

Pada penetapan kadar Nitrogen diperoleh kadar Nitrogen yang sangat rendah yaitu < 0,10%, dimana kadar Nitrogen normal yaitu sekitar 0,21 – 0,30%, hal ini dapat dikatakan bahwa tanah yang dianalisa merupakan jenis tanah latosol yang

mengandung nutrisi dan kandungan bahan organik yang rendah yang menyebabkan tingkat kesuburan kimiawi tanahnya rendah.

Nitrogen berperan penting dalam merangsang pertumbuhan vegetatif dari tanaman, membuat daun tanaman berwarna hijau gelap, selain itu N merupakan penyusun plasma sel dan berperan penting dalam pembentukan protein. Bila tanaman kahat (defisiensi) unsur hara N menunjukkan gejala pada tanaman seperti pertumbuhan yang kerdil, pertumbuhan akar terbatas dan daun menjadi warna kuning pucat. Kuningnya warna daun tua baru kemudian pada daun muda.

Cara mengatasi kekurangan Nitrogen dapat digunakan pupuk hijau, Pupuk hijau adalah tanaman atau bagian tanaman yang masih hijau yang dibenamkan kedalam tanah dengan maksud untuk menambah bahan organik dan unsur hara nitrogen di dalam tanah. Biasanya tanaman yang dibenamkan ini adalah jenis tanaman kacangan, karena jenis tanaman ini mudah di dekomposisikan dan mempunyai kandungan hara N yang tinggi dibandingan dengan jenis tanaman lainnya.

Selain itu karena N dapat merangsang pertumbuhan vegetatif tanaman, maka pupuk yang harus digunakan adalah pupuk yang mengandung Hara N, seperti Urea, ZA dan pupuk N lainnya (Bachtiar, 2006)

Pada analisa C organik juga didapatkan hasil yang sangat rendah yaitu < 1,0% dimana kadar C organik yang normal sesuai kriteria hara tanah yaitu 2,1 – 3,0%. Karbon di dalam tanah terdapat sebagai bahan organik.

Karbon penting sebagai bahan pembangun bahan organik, karena sebahagian besar bahan kering tanaman terdiri dari bahan organik, sumber karbon dapat dikatakan banyak, dalam ruangan tertutup yang berisi : CO2 – fotosintesa terus aktif. Kandungan

karbon bervariasi di atas tanah, di atas daun, dalam hal ini satu meter di atas tanah akan berbeda.

Di udara terbuka terdapat 0,03% CO2, sedangkan di tempat yang banyak tanamannya

terdapat CO2 yang lebih besar dari 0,03%. Landegardh (1924) menyatakan bahwa

CO2 :

- pada permukaan tanah terdapat sekitar 0,053 – 0,28%. - Di atas daun terdapat sekitar 0,04 – 0,067%.

- Satu meter di atas permukaan tanah terdapat sekitar 0,07% (Mul Mulyani, 1999).

Dari hasil analisa C organik dan Nitrogen maka akan diketahui hubungan C/N di dalam tanah yang juga mempunyai arti penting misalnya apakah terjadi kompetisi antara jasad renik dan tanaman terhadap kebutuhan unsur hara nitrogen. Selanjutnya C/N berguna untuk mengetahui tingkat pelapukan dan kecepatan penguraian bahan organik serta tersedianya unsur hara nitrogen di dalam tanah.

Dari data didapatkan rata-rata hasil C/N yang tinggi yaitu antara 12,1 – 17,0 sedangkan kriteria normal C/N yaitu berkisar antara 8,0 – 12,0, ini akan memungkinkan terjadinya pengikatan nitrat oleh jasad renik dari tanah sehingga tidak tersedia untuk pertumbuhan tanaman yang disebut dengan Immobilisasi Nitrogen (Bachtiar, 2006)

Bahan organik yang mempunyai C/N masih tinggi berarti masih mentah. (C/N tinggi) dianggap merugikan, karena bila diberikan langsung ke dalam tanah maka bahan organik diserang oleh mikrobia (bakteri maupun fungi) untuk memperoleh energi. Sehingga populasi mikrobia yang tinggi memerlukan juga hara tanaman untuk tumbuhan dan kembang biak. Hara yang seharusnya digunakan oleh tanaman berubah

digunakan oleh mikrobia. Dengan kata lain mikrobia bersaing dengan tanaman untuk memperebutkan hara yang ada. Hara menjadi tidak tersedia (unavailable) karena berubah dari senyawa anorganik menjadi senyawa organik jaringan mikrobia, hal ini disebut immobilisasi hara. Terjadinya immobilisasi hara tanaman bahkan sering menimbulkan adanya gejala defisiensi. Makin banyak bahan organik mentah diberikan ke dalam tanah makin tinggi populasi yang menyerangnya, makin banyak hara yang mengalami immobilisasi. Walaupun demikian nantinya bila mikrobia mati akan mengalami dekomposisi hara yang immobil tersebut berubah menjadi tersedia lagi. Jadi immobilasasi merupakan pengikatan hara tersedia menjadi tidak tersedia dalam jangka waktu relatif tidak terlalu lama.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.2. Kesimpulan

Dari hasil pembahasan dapat disimpulkan bahwa tanah yang digunakan untuk lahan perkebunan kelapa sawit di Bengkalis Riau yang di analisa di Pusat Penelitian Kelapa

Sawit (PPKS) Medan adalah kadar Karbon (C) Organik tanah yang dianalisa yaitu < 1,0%, dimana berdasarkan kriteria tanah nilainya tergolong rendah. Sedangkan kadar Nitrogen (N) tanah yang dianalisa yaitu < 0,10%, dimana berdasarkan kriteria tanah nilai ini juga tergolong rendah. Dari hasil analisa Karbon dan Nitrogen maka didapatkan nilai rata-rata perbandingan Karbon-Nitrogen (C/N) yaitu > 12,9 dimana berdasarkan kriteria tanah nilai ini tergolong tinggi.

5.2. Saran

Perlu dilakukan analisa terhadap beberapa unsur hara mikro penting lainnya di dalam tanah, seperti unsur hara posfor, kalium, Natrium dan lainnya, untuk lebih mengetahui tingkat kesuburan tanah tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

Afandi, R., 2002. Ilmu Kesuburan Tanah. Yogyakarta: Penerbit Kanisus. Bachtiar, E., 2006. Ilmu Tanah. Medan: Fakultas Pertanian USU.

Baharuddin AR, 2005. Prosedur Analisis Pengujian Kimia Tanah Laboratorium

Fauzi, Y., 2007. Kelapa Sawit, Budidaya Pemanfaatan Hasil dan Limbah Analisis Usaha dan Pemasaran., Edisi Revisi. Jakarta: Penerbit Penebar Swadaya.

Foth, D.H., 1994. Dasar – Dasar Ilmu Tanah. Edisi Keenam. Jakarta: Erlangga. Mulyani, M., 1991. Mikrobiologi Tanah, Jakarta: Penerbit Rineka Cipta.

Mulyani, M., 1999. Pup uk dan Cara Pemupukan. Jakarta: Penerbit

Rineka Cipta.

Sudarmadji, S., 1989. Analisa Bahan Makanan dan Pertanian. Yogyakarta: Penrbit Liberty.

Tejoyuwono, N., 1998. Tanah dan Lingkungan. Jakarta: Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.

KRITERIA PENILAIAN SIFAT KIMIA TANAH Sifat Tanah Sangat

Rendah

Rendah Sedang Tinggi Sangat Tinggi

C -Organik (%) < 1,00 1,00-2,00 2,01 – 3,00 3,01 – 5,00 > 5,00 Nitrogen (%) < 0,10 0,10-0,20 0,21 – 0,50 0,51 – 0,75 > 0,75

P2O5 HCl (mg/100 g) < 10 10 – 20 21 – 40 41 – 60 > 60

P2O5 Bray-1 (ppm) < 10 10 – 15 16 – 25 26 – 35 > 35

P2O5 Olsen (ppm) < 10 10 – 25 26 - 45 46 – 60 > 60

K2O HCl 25% (mg/100g) < 10 10 – 20 21 – 40 41 – 60 > 60

KTK (me/100g) < 5 10 – 16 17 – 24 25 – 40 > 40

Susunan Kation

K (me/100g) < 0,1 0,1 – 0,2 0,3 – 0,5 0,6 – 1,0 > 1,0

Na (me/100g) < 0,1 0,1 – 0,3 0,4 – 0,7 0,8 – 1,0 > 1,0

Mg (me/100g) < 0,4 0,4 – 1,0 1,1 – 2,0 2,1 – 8,0 > 8,0

Ca (me/100g) < 0,2 2 – 5 6 – 10 11 – 20 > 20

Kejenuhan Basa (%) < 20 20 – 35 36 – 50 51 – 70 > 70

Aluminium (%) < 10 10 - 20 21 - 30 31 - 60 > 60

Sangat Masam

Masam Agak

Masam

Netral Agak

Alkalis

Alkalis

pH (H2O) < 4,5 4,5 – 5,5 5,6 – 6,5 6,6 – 7,5 7,6 – 8,5 > 8,5

Sumber : Hardjowigeno, S. 1995. Ilmu Tanah.

Kisaran Kadar Hara Mikro dalam Tanah dan Tanaman

Hara Tanah (ppm) Tanaman (ppm)

B 2 – 270 10 – 300

Mo 0,1 – 40 0,01 – 10

Cu 10 – 80 7 – 30

Fe 10.000 – 100.000 25 – 500

Zn 10 – 300 21 – 70

Mn 20 – 3000 31 – 100

karbon bervariasi di atas tanah, di atas daun, dalam hal ini satu meter di atas tanah akan berbeda.

Di udara terbuka terdapat 0,03% CO2, sedangkan di tempat yang banyak tanamannya

terdapat CO2 yang lebih besar dari 0,03%. Landegardh (1924) menyatakan bahwa

CO2 :

- pada permukaan tanah terdapat sekitar 0,053 – 0,28%. - Di atas daun terdapat sekitar 0,04 – 0,067%.

- Satu meter di atas permukaan tanah terdapat sekitar 0,07% (Mul Mulyani, 1999).

Dari hasil analisa C organik dan Nitrogen maka akan diketahui hubungan C/N di dalam tanah yang juga mempunyai arti penting misalnya apakah terjadi kompetisi antara jasad renik dan tanaman terhadap kebutuhan unsur hara nitrogen. Selanjutnya C/N berguna untuk mengetahui tingkat pelapukan dan kecepatan penguraian bahan organik serta tersedianya unsur hara nitrogen di dalam tanah.

Dari data didapatkan rata-rata hasil C/N yang tinggi yaitu antara 12,1 – 17,0 sedangkan kriteria normal C/N yaitu berkisar antara 8,0 – 12,0, ini akan memungkinkan terjadinya pengikatan nitrat oleh jasad renik dari tanah sehingga tidak tersedia untuk pertumbuhan tanaman yang disebut dengan Immobilisasi Nitrogen (Bachtiar, 2006)

Bahan organik yang mempunyai C/N masih tinggi berarti masih mentah. (C/N tinggi) dianggap merugikan, karena bila diberikan langsung ke dalam tanah maka bahan organik diserang oleh mikrobia (bakteri maupun fungi) untuk memperoleh energi. Sehingga populasi mikrobia yang tinggi memerlukan juga hara tanaman untuk tumbuhan dan kembang biak. Hara yang seharusnya digunakan oleh tanaman berubah

digunakan oleh mikrobia. Dengan kata lain mikrobia bersaing dengan tanaman untuk memperebutkan hara yang ada. Hara menjadi tidak tersedia (unavailable) karena berubah dari senyawa anorganik menjadi senyawa organik jaringan mikrobia, hal ini disebut immobilisasi hara. Terjadinya immobilisasi hara tanaman bahkan sering menimbulkan adanya gejala defisiensi. Makin banyak bahan organik mentah diberikan ke dalam tanah makin tinggi populasi yang menyerangnya, makin banyak hara yang mengalami immobilisasi. Walaupun demikian nantinya bila mikrobia mati akan mengalami dekomposisi hara yang immobil tersebut berubah menjadi tersedia lagi. Jadi immobilasasi merupakan pengikatan hara tersedia menjadi tidak tersedia dalam jangka waktu relatif tidak terlalu lama.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.2. Kesimpulan

Dari hasil pembahasan dapat disimpulkan bahwa tanah yang digunakan untuk lahan perkebunan kelapa sawit di Bengkalis Riau yang di analisa di Pusat Penelitian Kelapa

Sawit (PPKS) Medan adalah kadar Karbon (C) Organik tanah yang dianalisa yaitu < 1,0%, dimana berdasarkan kriteria tanah nilainya tergolong rendah. Sedangkan kadar Nitrogen (N) tanah yang dianalisa yaitu < 0,10%, dimana berdasarkan kriteria tanah nilai ini juga tergolong rendah. Dari hasil analisa Karbon dan Nitrogen maka didapatkan nilai rata-rata perbandingan Karbon-Nitrogen (C/N) yaitu > 12,9 dimana berdasarkan kriteria tanah nilai ini tergolong tinggi.

5.2. Saran

Perlu dilakukan analisa terhadap beberapa unsur hara mikro penting lainnya di dalam tanah, seperti unsur hara posfor, kalium, Natrium dan lainnya, untuk lebih mengetahui tingkat kesuburan tanah tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

Afandi, R., 2002. Ilmu Kesuburan Tanah. Yogyakarta: Penerbit Kanisus. Bachtiar, E., 2006. Ilmu Tanah. Medan: Fakultas Pertanian USU.

Baharuddin AR, 2005. Prosedur Analisis Pengujian Kimia Tanah Laboratorium

Fauzi, Y., 2007. Kelapa Sawit, Budidaya Pemanfaatan Hasil dan Limbah Analisis Usaha dan Pemasaran., Edisi Revisi. Jakarta: Penerbit Penebar Swadaya.

Foth, D.H., 1994. Dasar – Dasar Ilmu Tanah. Edisi Keenam. Jakarta: Erlangga. Mulyani, M., 1991. Mikrobiologi Tanah, Jakarta: Penerbit Rineka Cipta.

Mulyani, M., 1999. Pup uk dan Cara Pemupukan. Jakarta: Penerbit

Rineka Cipta.

Sudarmadji, S., 1989. Analisa Bahan Makanan dan Pertanian. Yogyakarta: Penrbit Liberty.

Tejoyuwono, N., 1998. Tanah dan Lingkungan. Jakarta: Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.

KRITERIA PENILAIAN SIFAT KIMIA TANAH

Sifat Tanah Sangat

Rendah

Rendah Sedang Tinggi Sangat

Tinggi C -Organik (%) < 1,00 1,00-2,00 2,01 – 3,00 3,01 – 5,00 > 5,00 Nitrogen (%) < 0,10 0,10-0,20 0,21 – 0,50 0,51 – 0,75 > 0,75

P2O5 HCl (mg/100 g) < 10 10 – 20 21 – 40 41 – 60 > 60

P2O5 Bray-1 (ppm) < 10 10 – 15 16 – 25 26 – 35 > 35

P2O5 Olsen (ppm) < 10 10 – 25 26 - 45 46 – 60 > 60

K2O HCl 25% (mg/100g) < 10 10 – 20 21 – 40 41 – 60 > 60

KTK (me/100g) < 5 10 – 16 17 – 24 25 – 40 > 40

Susunan Kation

K (me/100g) < 0,1 0,1 – 0,2 0,3 – 0,5 0,6 – 1,0 > 1,0

Na (me/100g) < 0,1 0,1 – 0,3 0,4 – 0,7 0,8 – 1,0 > 1,0

Mg (me/100g) < 0,4 0,4 – 1,0 1,1 – 2,0 2,1 – 8,0 > 8,0

Ca (me/100g) < 0,2 2 – 5 6 – 10 11 – 20 > 20

Kejenuhan Basa (%) < 20 20 – 35 36 – 50 51 – 70 > 70

Aluminium (%) < 10 10 - 20 21 - 30 31 - 60 > 60

Sangat Masam

Masam Agak

Masam

Netral Agak

Alkalis

Alkalis

pH (H2O) < 4,5 4,5 – 5,5 5,6 – 6,5 6,6 – 7,5 7,6 – 8,5 > 8,5

Sumber : Hardjowigeno, S. 1995. Ilmu Tanah.

Kisaran Kadar Hara Mikro dalam Tanah dan Tanaman

Hara Tanah (ppm) Tanaman (ppm)

B 2 – 270 10 – 300

Mo 0,1 – 40 0,01 – 10

Cu 10 – 80 7 – 30

Fe 10.000 – 100.000 25 – 500

Zn 10 – 300 21 – 70

Mn 20 – 3000 31 – 100