Penentuan Kadar Kalium pada NPK dengan Metode Sperktrofotometri Serapan Atom (SSA)
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Teori Spektrofotometri Serapan Atom
Spektrometri atomik adalah metode pengukuran spektrum yang berkaitan dengan
serapan dan emisi atom. Bila suatu molekul mempunyai bentuk spektra pita, maka
suatu atom mempunyai spektra garis. Atom-atom yang terlibat dalam metode
pengukuran spektrometri atomik haruslah atom-atom bebas yang garis spektranya
dapat diamati. Pengamatan garis spektra yang spesifik ini dapat digunakan untuk
analisis unsur baik secara kualitatif maupun kuantitatif.
Absorbsi (serapan) atom adalah suatu proses penyerapan bagian sinar oleh
atom-atom bebas pada panjang gelombang (λ) tertentu dari atom itu sendiri
sehingga konsentrasi suatu logam dapat ditentukan. Karena absorbansi sebanding
dengan konsentrasi suatu analit, maka metode ini dapat digunakan untuk sistem
pengukuran atau analisis kuantitatif.
Spektrometri Serapan Atom (SSA) dalam kimia analitik dapat diartikan
sebagai suatu teknik untuk menentukan konsentrasi unsue logam tertentu dalam
suatu cuplikan. Teknik pengukuran ini dapat digunakan untuk menganalisis
konsentrasi lebih dari 62 jenis unsur logam. Teknik Spektrometri Serapan Atom
Universitas Sumatera Utara
(SSA) dikembangkan oleh suatu tim peneliti kimia Australia pada tahun 1950-an,
yang dipimpin oleh Alan Walsh, di CSIRO (Commonwealth Science and Industry
Research Organization) bagian kimia fisik di Melbourne, Australia.
Unsur-unsur dalam cuplikan diidentifikasi dengan sensitivitas dan limit
deteksi pada teknik pengukuran ini dapat mencapai < 1 mg/L (1 ppm) bila
menggunakan lampu nyala biasa dan dapat dicapai sampai 0,1 ppm dengan
menggunakan prosedur SSA yang lebih canggih.
.
Dalam spektroskopi atomik, faktor-faktor yang dapat menyebabkan
pelebaran garis spektra merupakan suatu problem dalam sistem analisis metode
ini. Dua hal yang paling sering menimbulkan problem ini adalah pelebaran efek
Doppler (Doppler Boardening) dan pelebaran tekanan (Pressure Boardening).
a. Pelebaran Efek Doppler (Doppler Boardening)
Selama proses atomisasi atau ionisasi, suatu spesies yang sedang diukur dapat
bergerak menjauhi atau melalui detektor. Hal ini dapat menimbulkan loncatan
Doppler pada spektra garis yang dihasilkan, sehingga garis spektra yang
seharusnya berkisar antara 1-15 nm menjadi kira-kira 100 kali lebih lebar. Tidak
banyak hal yang dapat dilakukan untuk menghindari efek Doppler ini kecuali
hanya mengenali mengapa hal tersebut terjadi.
b. Pelebaran Tekanan (Pressure Boardening)
Universitas Sumatera Utara
Efek ini dapat timbul bila suatu analit bertabrakan dengan spesies lain karena
perubahan energi. Efek ini semakin besar pengaruhnya sejalan dengan kenaikan
suhu.
Prinsip Dasar SSA :
1. Cuplikan atau larutan cuplikan dibakar dalam suatu nyala atau
dipanaskan dalam suatu tabung khusus (misal tungku api).
2. Dalam setiap atom tersebut ada sejumlah tingkat energi diskrit yang
ditempati oleh elektron. Tingkat energy biasanay dimulai dengan
pada keadaan dasar (grouns state level) sampai
,
sampai
bila berada
.
Atom yang tidak tereksitasi, berada dalam keadaan dasar (ground state).
Untuk mengeksitasi atom, satu atau lebih elektron harus berpindah ke tingkat
energi yang lebih tinggi dengan cara penyerapan energi oleh atom itu. Energi
dapat disuplai oleh foton atau dari peristiwa tabrakan yang disebabkan oleh panas.
Dengan peristiwa itu, elektron terluar akan menjauhi inti paling tidak adalah ke
tingkat energi pertama E1. Energi yang dibutuhkan adalah setara dengan selisih
dari energi tingkat satu dengan energi dasar.
E=
Energi yang dibutuhkan untuk transisi elektron itu dapat dipenuhi oleh foton atau
cahaya yang setara dengan :
E = hv
Dengan h = tetapan Planck dan v = frekuensi
Universitas Sumatera Utara
Untuk beberapa peristiwa eksitasi misalnya pada UV atau sinar-X
spektrometri selisih energi (
) sangat lebar, berkisar 100-900 nm.
Dalam SSA, selisih energi (
) kecil, hal ini disebabkan karena hanya
bagian elektron terluar yang teresksitasi, disebabkan oleh pengendalian suhu yang
cermat. Bila suhu terlampau tinggi sebagian atom akan terionisasi.
Atom-atom dalam kabut tersebut bergerak dengan kecepatan tinggi dan
saling bertabrakan, serta menyerap dalam kisaran
karena energi
yang sangat sempit. Oleh
sempit ini, walaupun pada proses pembakaran terjadi kabut
dari berbagai atom, tapi hanya atom tertentu yang dapat menyerap sumber enrergi
atau foton. Hal ini merupakan sifat selektif yang spesifik dari SSA.
Kespesifikan itu juga merupakan suatu kekurangan karena lebar pita
penyerapan yang sempit dengan lebar berkisar 0,001 nm menjadi kendala dalam
analisis. Tidak ada monokromator yang mampu menghasilkan pita radiasi yang
sekecil puncak absorpsi atom (0,001 nm). Bila digunakan sumber radiasi kontinu,
monokromator akan melakukan suatu pita yang lebarnya 3-10 nm jadi hanya
sebagian kecil radiasi yang diabsorpsi
Dalam keadaan demikian hukum Beer tidak berlaku karena perubahan
relatif intensitas pita radiasi yang dilakukan sangat kecil dibandingkan dengan
perubahan radiasi yang bersesuaian dengan puncak absorpsi.
Universitas Sumatera Utara
Untuk mengatasi hal ini, digunakan sumber radiasi yang mengemisi garis
dengan yang sama dengan radiasi elemen yang akan dianalisis yang dihasilkan
oleh Hollow Cathode Lamp (HCL) atau Electrodeless Discharge Lamp (EDL).
Di dalam Hollow Cathode Lamp (HCL) atau Electrodeless Discharge
Lamp (EDL), atom elemen yang dimaksud dalam keadaan gas dieksitasikan
dengan pengawamuatan (discharge) listrik. Atom-atom yang tereksitasi
mengemisikan radiasi khas bila kembali ke tingkat energi yang lebih rendah.
Sebagian dari radiasi yang diemisi akan mempunyai persis sama dengan garis
absorpsi resonansi. Dengan sumber radiasi yang dipilih dengan cermat, garis-garis
emisi dapat mempunyai pita yang lebarnya lebih kecil dari pita absorpsi.
Walaupun masalah pita radiasi sudah dapat dipecahkan, SSA ini masih
mempunyai keterbatasan, yaitu untuk setiap analisis diperlukan adanya Hollow
Cathode Lamp (HCL) yang sesuai dengan elemen yang dianalisis.
Persyaratan lain untuk memperoleh sinyal penyerapan yang tinggi adalah
sebagian besar atom dalam keadaaan energi dasar (ground state) dan sejumlah
besar elektron harus dapat dieksitasi ke tingkat energi pertama (
ketika foton
dengan frekuensi yang tepat diserap.
Pembentukan Atom-Atom Bebas
Universitas Sumatera Utara
Kemampuan menghasilkan atom bebas merupakan kunci sukses dalam
AAS. Untuk menghasilkan atom-atom bebas digunakan atomizer yang dapat
berupa nyala api, karbon atomizer, atau plasma atomizer (misal generator hidrid).
Untuk memecah ikatan molekul yang mengubahnya menjadi atom bebas,
suatu atomizer harus dapat memberikan energi yang cukup. Energi ini
mempengaruhi jumlah atom bebas yang terbentuk, tergatung pada jenis ikatan
kimia molekul cuplikan. Sebagai contoh, untuk pembentukan atom bebas besi
yang terdapat dalam larutan
jumlahnya akan berbeda bila dibandingkan
dengan larutan kompleks Fe-EDTA, walaupun konsentrasi besinya sama.
Fenomena ini menjadi dasar mengenai efek-efek ion-ion penggangu.
Pembentukan Atom-Atom Bebas dengan Nyala
Titik-titik air yang halus dihasilkan dari nebulizer yang menghisap larutan
cuplikan yang kemudian disemburkan ke bagian tengah pembakar yang telah
menyala. Pelarut cuplikan menguap lebih dulu meninggalkan partikel padat yang
kecil-kecil. Partikel-partikel ini kemudian meleleh dan menguap membentuk
campuran senyawa yang kemudian terurai menjadi atom-atom bebas. Atom-atom
logam yang akan dianalisis menyerap energi dengan bertabrakan dan lalu
tereksitasi.
Sistem pengatoman dalam spektrofotometer serapan atom merupakan
bagian yang sangat penting karena pada sistem ini ditempatkan senyawa yang
akan dianalisis. Pada sistem pengatoman, unsur yang akan dianalisis diubah
Universitas Sumatera Utara
bentuknya dari ion dalam larutan menjadi atom netral dalam keadaan dasar pada
nyala.
contoh reaksi terjadinya atom bebas dari Natrium.
Atomisasi NaCl
+
Eksitasi Na + hv
Bila suhu nyala terlalu tinggi akan terjadi peristiwa ionisasi sebagai berikut :
Ionisasi Na
+
Bagian ini terdiri dari system pengabut (nebulizer) dan sistem pembakar
(burner) sehingga sering disebut system pengabut pembakar. Untuk menghasilkan
nyala yang diperlukan dalam spektrofotometer serapan atom, dipakai bermacammacam campuran gas sebagai gas pengoksidasi dan bahan bakar yang jenis serta
komposisinya tergantung pada suhu nyala api yang dikehendaki. Pada waktu
spektrofotometer serapan atom digunakan, diperlukan tekanan dan aliran gas yang
konstan. Hal ini diperlukan untuk menjaga agar suhu konstan.
Pembentukan Atom-Atom Bebas Selain dengan Nyala
Pada sistem pengatoman tanpa nyala biasanya memakai tungku grafit.
Proses atomisasi dengan grafit ini berlangsung dalam ruang tertutup yang dialiri
gas inert (biasanya Argon). Sedangkan untuk sistem pengatoman dengan cara
plasma atau pembentukan hidrid biasanya untuk menetapkan raksa (Hg), karena
raksa pada suhu biasa mudah menguap, dan dalam keadaan atom bebas.
Universitas Sumatera Utara
Suatu alat absorpsi atom terjadi dari komponen-komponen dasar yang
sama seperti spetrofotometer biasa, jadi mengandung : sumber radiasi,
monokromator, tempat cuplikan (dalam hal ini nyala), detector dan indikator
penguatan (amplifier). Spektrofotometer absorpsi atom ada yang single-beam dan
ada pula yang double-beam. (Basset, 1939)
Secara umum prinsip dasar Spektrofotometri serapan atom adalah
interaksi antara radiasi elektromagnetik dengan sampel. Spektrofotometri serapan
atom merupakan metode yang sangat tepat untuk analisis zat pada konsentrasi
rendah. Teknik ini adalah teknik yang paling umum dipakai untuk analisis
unsur. Teknik-teknik ini didasarkan pada emisi dan absorbansi dari uap
atom. Komponen kunci pada metode spektrofotometri Serapan Atom adalah
sistem (alat) yang dipakai untuk menghasilkan uap atom dalam sampel.
Cara kerja Spektroskopi Serapan Atom ini adalah berdasarkan atas
penguapan larutan sampel, kemudian logam yang terkandung di dalamnya diubah
menjadi atom bebas. Atom tersebut mengapsorbsi radiasi dari sumber cahaya
yang dipancarkan dari lampu katoda (Hollow Cathode Lamp) yang mengandung
unsur yang akan ditentukan. Banyaknya penyerapan radiasi kemudian diukur pada
panjang gelombang tertentu menurut jenis logamnya.
Jika radiasi elektromagnetik dikenakan kepada suatu atom, maka akan
terjadi eksitasi elektron dari tingkat dasar ke tingkat tereksitasi. Maka setiap
panjang gelombang memiliki energi yang spesifik untuk dapat tereksitasi ke
Universitas Sumatera Utara
tingkat yang lebih tingggi. Besarnya energi dari tiap panjang gelombang dapat
dihitung dengan menggunakan persamaan :
E=h.
Dimana:
.
E = Energi (Joule)
h = Tetapan Planck ( 6,63 . 10 -34 J.s)
= Kecepatan Cahaya ( 3. 10 8 m/s), dan
= Panjang gelombang (nm)
Larutan sampel diaspirasikan ke suatu nyala dan unsur-unsur di dalam
sampel diubah menjadi uap atom sehingga nyala mengandung atom unsur-unsur
yang dianalisis. Beberapa diantara atom akan tereksitasi secara termal oleh nyala,
tetapi kebanyakan atom tetap tinggal sebagai atom netral dalam keadaan
dasar (ground state).
Atom-atom ground state ini kemudian menyerap radiasi yang diberikan
oleh sumber radiasi yang terbuat oleh unsur-unsur yang bersangkutan. Panjang
gelombang yang dihasilkan oleh sumber radiasi adalah sama dengan panjang
gelombang yang diabsorpsi oleh atom dalam nyala.
Absorpsi ini mengikuti hukum Lambert-Beer, yaitu absorbansi berbanding
lurus dengan panjang nyala yang dilalui sinar dan konsentrasi uap atom dalam
nyala. Kedua variabel ini sulit untuk ditentukan tetapi panjang nyala dapat dibuat
konstan sehingga absorbansi hanya berbanding langsung dengan konsentrasi
Universitas Sumatera Utara
analit dalam larutan sampel. Teknik-teknik analisisnya yaitu kurva kalibrasi,
standar tunggal dan kurva adisi standar.
Aspek kuantitatif dari metode spektrofotometri diterangkan oleh hukum
Lambert-Beer, yaitu:
A = ε . b . c atau A = a . b . c
Dimana :
A = Absorbansi
ε = Absorptivitas molar (mol/L)
a = Absorptivitas (gr/L)
b = Tebal nyala
(nm)
c = Konsentrasi
(ppm)
Absorpsivitas molar (ε) dan absorpsivitas (a) adalah suatu konstanta dan
nilainya spesifik untuk jenis zat dan panjang gelombang tertentu, sedangkan tebal
media (sel) dalam prakteknya tetap. Dengan demikian absorbansi suatu spesies
akan merupakan fungsi linier dari konsentrasi, sehingga dengan mengukur
absorbansi
suatu
spesies
konsentrasinya
dapat
ditentukan
dengan
membandingkannya dengan konsentrasi larutan standar.
2.2 Instrumentasi Spektrofotometri Serapan Atom
Alat spektrofotometer serapan atom terdiri dari rangkaian dalam diagram
skematik berikut:
Komponen-komponen Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)
Universitas Sumatera Utara
1. Sumber Sinar
Sumber radiasi SSA adalah Hallow Cathode Lamp (HCL). Setiap pengukuran
dengan SSA kita harus menggunakan Hallow Cathode Lamp khusus misalnya
akan menentukan konsentrasi tembaga dari suatu cuplikan. Maka kita harus
menggunakan Hallow Cathode khusus. Hallow Cathode akan memancarkan
energi radiasi yang sesuai dengan energi yang diperlukan untuk transisi elektron
atom.
Hallow Cathode Lamp terdiri dari katoda cekung yang silindris yang
terbuat dari unsur yang sama dengan yang akan dianalisis dan anoda yang terbuat
dari tungsten. Dengan pemberian tegangan pada arus tertentu, logam mulai
memijar dan dan atom-atom logam katodanya akan teruapkan dengan
pemercikan. Atom akan tereksitasi kemudian mengemisikan radiasi pada panjang
gelombang tertentu.
Sumber radiasi lain yang sering dipakai adalah ”Electrodless Dischcarge
Lamp” lampu ini mempunyai prinsip kerja hampir sama dengan Hallow Cathode
Lamp (lampu katoda cekung), tetapi mempunyai output radiasi lebih tinggi dan
biasanya digunakan untuk analisis unsur-unsur As dan Se, karena lampu HCL
untuk unsur-unsur ini mempunyai signal yang lemah dan tidak stabil.
2. Sumber atomisasi
Sumber atomisasi dibagi menjadi dua yaitu sistem nyala dan sistem tanpa
nyala. Kebanyakan instrumen sumber atomisasinya adalah nyala dan sampel
Universitas Sumatera Utara
diintroduksikan dalam bentuk larutan. Sampel masuk ke nyala dalam bentuk
aerosol. Aerosol biasa dihasilkan oleh nebulizer/pengabut yang dihubungkan ke
nyala oleh ruang penyemprot (chamber spray). Jenis nyala yang digunakan
secara luas untuk pengukuran analitik adalah udara-asetilen dan nitrous oksidaasetilen. Dengan kedua jenis nyala ini, kondisi analisis yang sesuai untuk
kebanyakan analit dapat ditentukan dengan menggunakan metode-metode emisi,
absorbsi dan juga fluorosensi.
a. Nyala udara asetilen
Biasanya menjadi pilihan untuk analisis mengunakan SSA. Temperatur nyalanya
yang lebih rendah mendorong terbentuknya atom netral dan dengan nyala yang
kaya bahan bakar pembentukan oksida dari banyak unsur dapat diminimalkan.
b. Nitrous oksida-asetilen
Dianjurkan dipakai untuk penentuan unsur-unsur yang mudah membentuk oksida
dan sulit terurai. Hal ini disebabkan karena temperatur nyala yang dihasilkan
relatif tinggi. Unsur-unsur tersebut adalah: Al, B, Mo, Si, So, Ti, V, dan W.
Prinsip dari SSA, larutan sampel diaspirasikan ke suatu nyala dan unsurunsur di dalam sampel diubah menjadi uap atom sehingga nyala mengandung
atom unsur-unsur yang dianalisis. Beberapa diantara atom akan tereksitasi secara
termal oleh nyala, tetapi kebanyakan atom tetap tinggal sebagai atom netral dalam
keadaan dasar ( ground state ). Atom-atom ground state ini kemudian menyerap
Universitas Sumatera Utara
radiasi yang diberikan oleh sumber radiasi yang terbuat dari unsur-unsur yang
bersangkutan.
Panjang gelombang yang dihasilkan oleh sumber radiasi adalah sama
dengan panjang gelombang yang diabsorbsi oleh atom dalam nyala.
3. Monokromator
Monokromator merupakan alat yang berfungsi untuk memisahkan radiasi yang
tidak diperlukan dari spektrum radiasi lain yang dihasilkan oleh Hallow Cathode
Lamp
4. Detektor
Detektor merupakan alat yang mengubah energi cahaya menjadi energi listrik,
yang memberikan suatu isyarat listrik berhubungan dengan daya radiasi yang
diserap oleh permukaan yang peka.
5. Sistem pengolah
Sistem pengolah berfungsi untuk mengolah kuat arus dari detektor menjadi
besaran daya serap atom transmisi yang selanjutnya diubah menjadi data dalam
sistem pembacaan.
6. Sistem pembacaan
Universitas Sumatera Utara
Sistem pembacaan merupakan bagian yang menampilkan suatu angka atau
gambar yang dapat dibaca oleh mata. (Khopkar, 1990)
2.3 Pengertian Pupuk
Pupuk ialah bahan yang diberikan ke dalam tanah baik yang organik maupun yang
anorganik dengan maksud untuk mengganti kehilangan unsure hara dari dalam
tanah dan bertujuan untuk meningkatkan produksi tanaman dalam keadaan factor
keliling atau lingkungan yang baik.
Ilmu mememupuk adalah ilmu yang bertujuan menyelidiki tentang zat-zat
apakah yang perlu diberikan kepada tanah sehubungan dengan kekurangan zat-zat
tersebut yang terkandung di dalam tanah yang perlu guna pertumbuhan dan
perkembangan tanaman dalam rangka produksinya agar tercapai hasil yang tinggi.
A. Pengertian Kalium
Elemen ini dapat dikatakan bukan elemen yang langsung pembentuk bahan
organik. Dalam hal ini dapat pula ditegaskan bahwa kalium berperan membantu
yaitu :
1. Pembentukan protein dan karbohidrat
2. Mengeraskan jerami dan bagian kayu dari tanaman
3. Meningkatkan resistensi tanaman terhadap penyakit
4. Meningkatan kualitas biji/buah
Kalium diserap dalam bentuk K+ (terutama pada tanaman muda). Menurut
penelitian , kalium banyak terdapat pada sel-sel muda atau bagian tanaman yang
banyak mengandung protein, inti-inti sel tidak mengandung kalium. Pada sel-
Universitas Sumatera Utara
selzat ini terdapat sebagian ion di dalam cairan sel dan keadaan demikian akan
merupakan bagian yang penting dalam melaksanakan turgor yang disebabkan
oleh tekanan osmotis. Selain itu ion kalium mempunyai fungsi fisiologis yang
khusus pada asimilasi zat arang, yang berarti apabila tanaman sama sekali tidak
diberi kalium, maka asimilasi akan terhenti.
Tentang sumber-sumber kalium ialah :
1. Beberapa jenis mineral
2. Sisa-sisa tanaman dan jasad renik
3. Air irigasi serta larutan dalam tanah
4. Abu tanaman dan pupuk buatan
Yang terdapat pada abu tanaman, misalnya pada abu daun the yang muda
mengandung sekitar 50% K2O, sedang pada pucuk tebu yang muda mengandung
sekitar 60-70% K2O. Zat kalium mempunyai sifat mudah larut dan hanyut, selain
itu mudah difiksasi dalam tanah.
B. Dinamisasi / Tata Kalium dalam Tanah
Penggunaan pupuk Kalium (K) di Indonesia kurang mendapat perhatian bila
dibandingkan dengan penggunaan pupuk Nitrogen (N) dan Fosfor (P). Hal ini
tidak berarti bahwa pupuk Kalium tidak digunakan bagi pertanaman, mungkin
pada pertanaman rakyatlah yang kurang, sebab kurang adanya respon. Sedangkan
pada perkebunan-perkebunan merupakan konsumen pupuk Kalium yang
terbanyak.
Bagi usaha tani persawahan kurang adanya respon karena Kalium bagi
persawahan sumbernya memang ada pada air irigasi pupuk Kalium sesungguhnya
Universitas Sumatera Utara
sangat baik atau sangat nyata bagi pertanaman umbi-umbian. Menurut hasil
penelitian Kalium yang terdapat pada air irigasi itu kurang mencukupi bagi
keperluan pertumbuhan tanaman terutama untuk mendapatkan hasil yang
optimum, sehingga kalau tidak dimulai pemupukan dengan Kalium pada
persawahan-persawahan maka lama kelamaan akan mengakibatkan defisiensi
unsure Kalium.
Kalium sesungguhnya sangat diperlukan pada tanah kering karena pada
tanah kering Kalium kenyataannya lebih banyak yang hilang atau terangkut oleh
tanah melalui pencucian air hujan ataupun erosi.
Tetang persediaan kalium dalam tanah, hasil penyelidikan menyatakan
bahwa di dalam tanah Kalium didapat dalam bentuk anorganik, yaitu dalam
sumber-sumbernya yaitu :
-
Mineral-mineral , misalnya Feldspar (sedikit) ---- Orto-klas
-
Mika (lebih banyak kandungan Kaliumnya) ---- Biotit, Muscovite
-
Silikat ---- Leusit
Kalium di dalam tanah merupakan satu-satunya kation monovalen yang
esensial bagi tanaman. Kandungan Kalium di dalam tanah berbeda-beda
tergantung dari bahan induknya da derajat pelapukan tanah. Tetapi kalau
dibandingkan dengan Nitrogen dan Fosfor dapatlah dinyatakan bahwa kandungan
kalium adalah lebih banyak.
Kalium di dalam tanah terdapat dalam bentuk :
a. Relative tidak tersedia
b. Segera tersedia
Universitas Sumatera Utara
c. Lambat tersedia
Hubungan ketiga bentuk tersebut dapat dikemukan sebagai berikut :
-
Feldspat dan Mika 90-98% dari kalium total yang relative tahan
pelapukan, akan tetapi lama kelamaan aka tersedia pula dalam tanah
walaupun secara lambat.
-
Kalium segera tersedia hanyalah meliputi 1-2% dari Kalium total
dalam tanah pada perbanyakan tanah mineral yang umum. Kalium
tersedia di dalam tanah ini dijumpai dalam bentuk Kalium dapat
dipertukarkan dan diserap oleh koloid dan dalam bentuk larutan tanah.
Walaupun sebagian besar dari Kalium tersedia ini berupa Kalium dapat
tukar, tetapi Kalium dalam larutan tanah lebih mudah diserap akar
tanaman dan lebih mudah terhadap pencucian. Kalium dalam larutan
berada dalam kesimbangan dengan Kalium dapat tukar. Hal ini dari
segi praktis adalah penting. Serapan kalium dari larutan hara akan
mempengaruhi keseimbangan, sehingga keseimbangan semula akan
terbentuk dengan baik.
-
Bentuk kalium lambat tersedia. Dalam hal ini apabila dalam tanah di
jumpai liat vermikulit dan illit atau liat yang mempunyai tipe
perbandingan 2:1 lainya, kemudian diberi pupuk kalium misalnya KCl,
maka kalium dari KCl ini tidak saja menjadi terikat akan tetapi dalam
hal terfiksasinya tidak selamanya.
Universitas Sumatera Utara
Kebutuhan akan kalium ini sesungguhnya cukup tinggi dalam hal ini
apabila kebutuhan akan kalium tidak tercukupi akan terjadi translokasi kalium
dari bagian-bagian tanaman yang tua ke bagian yang muda. Berbeda dengan
unsure-unsur Nitrogen, Sulfur, dan Fosfor (terdapat dalam protein) tetapi kalium
tidak terdapat dalam protein,protoplasma, selulosa, sehingga diduga bahwa kalium
hanya bersifat sebagai katalisator. Terlepas dari kenyataan ini kalium mempunyai
peranan penting dalam tanaman, yaitu dalam peristiwa-peristiwa fisiologis,
misalnya sebagai berikut :
a. Kalium berfungsi dalam metabolism KH, berarti berperan dalam
pembentukkan pati, pemecahannya dan translokasi pati tersebut
b. Kalium berfungsi dalam metabolism nitrogen dan sintesa protein
c. Dapat menetralisasi asam-asam organik yang penting bagi proses fisiologi
d. Mengawasi dan mengatur berbagai aktifitas unsure mineral
e. Mengaktifkan berbagai enzim (invertase, peptase, diastase,katalase)
f. Mempercepat pertumbuhan jaringan meristimatik
g. Mengatur pergerakkan stoma dan hal yang berhubungan air atau
mempertahankan tugor tanaman yang dibutuhkan dalam proses fotosintesa
dan proses-proses lainnya agar dapat berlangsung dengan baik
h. Menambah resistensi tanaman
i. Kalium berpengaruh atas Pyrovic kinase pada beberapa tanaman
C. Kekurangan unsur kalium (K)
Universitas Sumatera Utara
Defisiensi kalium memang agak sulit diketahui gejalanya, karena gejala ini jarang
ditampakkan ketika tanaman masih muda, jadi agak berlainan dengan gejalagejala karena defisiensi Nitrogen dan Fosfor.
Gejala yang terdapat pada daun terjadi secara setempat-setempat. Pada
permulaannya
tampak
agak
mengkerut
dan
kadang-kadang
mengkilap,
selanjutnya sejak ujung dan tepi daun tampak menguning, warna seperti ini
tampak pula diantara tulang-tulang daun, pada akhirnya daun tampak pula bercakbercak kotor, berwarna coklat, sering pula bagian yang berbercak ini jatuh
sehingga daun tampak bergerigi, dan kemudian mati. Pada tanaman kentang
gejala yang terdapat pada daun yaitu pengkerutan dan penggulungan, warna daun
hijau tua berubah menjadi kuning bertitik-titik coklat.
Gejala yang terdapat pada batang yaitu batangnya lemah dan pendekpendek, sehingga tanaman tampak kerdil. Gejala yang tampak pada buah,
misalnya buah kelapa dan jeruk banyak yang berjatuhan sebelum masak, sedang
masaknya buah pun berlangsung lambat. Bagi tanaman yang berumbi yang
menderita defisiensi kalium hasil umbinya sangat kurang dan kadar hidrat
arangnya demikian rendah.
2.4 Pupuk Organik
Pupuk organik adalah pupuk yang sebagian besar atau seluruhnya terdiri atas
bahan organik yang berasal dari tanaman atau kotoran hewan yang telah melalui
proses rekayasa dapat berbentuk padat atau cair yang digunakan untuk mensuplai
bahan organik untuk memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah.
(Simanungkalit, 2006)
Universitas Sumatera Utara
Agar dapat disebut sebagai pupuk organik, pupuk yang dibuat dari bahan
alami tersebut harus memenuhi beberapa persyaratan antara lain:
1) Zat N harus dalam bentuk senyawa organik yang dapat dengan mudah diserap
oleh tanaman.
2) Pupuk tersebut tidak meninggalkan sisa asam organik didalam tanah.
3) Menpunyai kadar C organik yang tinggi seperti hidrat arang.
Pupuk organik memiliki banyak keunggulan, antara lain:
1) Dapat memperbaiki struktur tanah
2) Memiliki kandungan unsur hara makro dan mikro yang lengkap
3) Ramah lingkungan
4) Murah dan mudah didapat bahkan dapat dibuat sendiri
5) Mampu menyerap dan menampung air lebih lama dibanding dengan pupuk
anorganik
6) Membantu meningkatkan julah mikroorganisme pada media tanaman, sehingga
dapat meningkatkan unsur hara pada tanaman. (Pranata, 2004)
Pupuk oganik merupakan hasil akhir dari penguraian bagian-bagian atau
sisa tanaman dan binatang (makhluk hidup) misalnya pupuk kandang, pupuk
hijau, kompos, bungkil, guano, dan lain sebagainya. Proses penguraian senyawa
organik oleh bakteri menjadi pupuk dapat digambarkan sebagai berikut:
Anaerob
Bahan organik
+ hara + humus
Mikroorganisme
Universitas Sumatera Utara
Pupuk organik dapat meningkatkan anion-anion utama untuk pertumbuhan
tanaman seperti nitrat, fosfat, sulfat, borat, dan klorida serta meningkatkan
ketersediaan hara makro untuk kebutuhan tanaman dan memperbaiki sifat fisika,
kimia dan biologi tanah.
Pupuk organik cair merupakan salah satu jenis pupuk yang banyak beredar
di pasaran. Pupuk organik cair lebih mudah terserap oleh tanaman karena unsurunsur di dalamnya sudah terurai. Tanaman menyerap hara terutama melalui akar
namun daun juga memiliki kemampuan menyerap hara, oleh sebab itu pupuk cair
dapat disemprotkan pada daun. Keuntungan dari penggunaan pupuk organik cair,
kita dapat melakukan tiga macam proses dalam sekali pekerjaan, yaitu memupuk
tanaman, menyiram tanaman, dan mengobati tanaman. (Yuliarti,2009)
2.4.1 Hara Nitrogen
Nitrogen merupakan unsur hara utama bagi tumbuhan yang pada umumnya sangat
diperlukan untuk pembentukan atau pertumbuhan bagianbagian vegetatif
tanaman, seperti daun batang dan akar tetapi kalau terlalu banyak dapat
mengahambat pembuangan dan pembuahan pada tanaman.
Defisiensi menyebabkan kecepatan pertumbuhan sangat terganggu dan
tanaman kurus kering. N merupakan unsur dalam molekul klorofil sehingga
defisiensi N mengakibatkan daun menguning atau mengalami klorosis. Ini
Universitas Sumatera Utara
biasanya dimulai dari daun bagian bawah dan defisiensi yang kuat menyebabkan
coklat dan mati.
Fungsi nitrogen pada tanaman sebagai berikut
1) Untuk meningkatkan perumbuhan tanaman.
2) Dapat menyehatkan pertumbuhan daun, daun tanaman lebar dengan warna
yang lebih hijau, kekurangan nitrogen menyebabkan khlorosis (pada daun muda
berwarna kuning).
3) Meningkatkan kadar protein dalam tubuh tanaman
4) Meningkatkan kualitas tanaman penghasil daun-daunan.
5) Meningkatkan berkembangbiaknya mikroorganisme didalam tanah.
2.4.2 Hara Fosfor
Fosfor terdapat dalam bentuk phitin, nuklein dan fostide merupakan bagian dari
protoplasma dan initi sel. Sebagai bagian dari inti sel sangat penting dalam
pembelahan sel demikian pula bagi perkembangan jaringan meristem. Fosfor
diambil tanaman dalam bentuk
dan
.
Secara umum fungsi fosfor sebagai berikut:
1) Dapat mempercepat pertumbuhan akar semai
2) Dapat mempercepat serta memperkuat pertumbuhan tanaman muda menjadi
tanaman dewasa
3) Dapat mempercepat pembungaan dan pemasakan buah biji atau gabah
4) Dapat meningkatkan produksi biji-biji (Sutejo, 1990).
Universitas Sumatera Utara
Kekurangan fosfor dapat menyebabkan tanaman menjadi kerdil,
pertumbuhan tidak baik, pertumbuhan akar atau ranting meruncing, pemasakan
buah terlambat, warna daun lebih hijau dari pada keadaan normalnya, daun yang
tua tampak menguning sebelum waktunya serta hasil buah atau biji menurun.
Hara fosfor yang terdapat dalam pupuk cair akan lebih efektif
penggunaanya dibandingkan dengan pupuk padat karena pengaplikasiannya yang
langsung pada tanaman mengakibatkan fosfor tidak akan mudah tercuci oleh air
dan dapat langsung diserap olah tanaman. (Pranata, 2004).
2.4.3 Hara Kalium
Kalium merupakan unsur kedua terbanyak setelah nitrogen dalam tanaman.
Kalium diserap dalam bentuk
monovalensi dan tidak terjadi transformasi K
dalam tanaman. Bentuk utama dalam tanaman adalah
monovalensi, kation ini
unik dalam sel tanaman. Unsur K sangat berlimpah dan mempunyai energi hidrasi
rendah sehingga tidak menyebabkan polarisasi molekul air. Jadi unsur ini dapat
berinterverensi dengan fase pelarut dari kloroplas.
Peranan kalium pada tanaman adalah sebagai berikut :
1) Membentuk protein dan karbohidrat
2) Mengeraskan jerami dan bagian bawah kayu dari tanaman
Universitas Sumatera Utara
3) Meningkatkan retensi tanaman tarhadap penyakit.
4) Meningkatkan kualitas biji/buah. (Sutejo,1990)
Peranan unsur K dalam tanaman dapat dikelompokan menjadi empat:
1) Netralisasi Asam Organik
Karena kelimpahannya ion bermuatan positif ini dapat menyeimbangi muatan
negatif gugus-gugus anion dari molekul seperti asam-asam organik.
2) Ion K aktif dalama osmosis
Ion K bberperan vital dalam hubungannya dengan air, ion K meningkatkan turgor
sel pada titik-titik tumbuh dan membantu dalam pemekaran sel
3) Peran dalam transfor pada membran sel
Gradien elektrokemis tidak stabil menyebrangi membran oleh pergerakan ion H,
ion K bergerak dengan arah berlawanan terhadap gerakan ion H. Ini penting
dalam bekerjanya kloroplas (fotosintesis), mitokondria (respirasi) dan transport
translokasi floem.
4) Aktivitas enzim
Lebih dari 60 enzim membutuhkan ion monovalensi untuk aktivitasnya. Dalam
hampir setiap kasus, ion K adalah ion yang paling efisien dalam mempengaruhi
aktivitas enzim tersebut.
Universitas Sumatera Utara
Kalium merupakan unsur hara esensial yang digunakan hampir pada
semua proses untuk menunjang hidup tanaman. Petani sering menyebut bahwa
kalium
adalah
unsur
hara
mutu,
karena
berpengaruh
pada
ukuran,rasa,bentuk,warna dan daya simpan.Kalium (K) merupakan unsur hara
utama ketiga setelah N dan P.
Kalium mempunyai valensi satu dan diserap dalam bentuk ion
. Kalium
tergolong unsur yang mobil dalam tanaman baik dalam sel, dalam jaringan
tanaman, maupun dalam xylem dan floem. Kalium banyak terdapat dalam
sitoplasma.
Tanaman menyerap kalium dalam bentuk ion
. Kalium di dalam tanah
ada dalam berbagai bentuk, yang potensi penyerapannya untuk setiap tanaman
berbeda-beda. Ion-ion
di dalam air tanah dan ion-ion
yang di adsorpsi,
dapat langsung diserap. Di samping itu tanah mengandung juga persediaan
mineral tertentu dalm bentuk berbagai macam silikat, dimana kalium
membebaskan diri sebagai akibat dari pengaruh iklim. Persediaan mineral dalam
bentuk kalium ini terutama penting bagi tanah liat dari laut yang masih muda.
Bertambah banyak persediaan ini di dalam tanah, maka akan lebih banyak pula
kalium di bebaskan sebagai akibat dari pengaruh iklim yang diserap oleh tanaman.
(Yuliarti,2009)
Fungsi Kalium pada tanaman
Membentuk dan mengangkut karbohidrat,
Universitas Sumatera Utara
Sebagai katalisator dalam pembentukan protein
Mengatur kegiatan berbagai unsur mineral
Menetralkan reaksi dalam sel terutama dari asam organik
Menaikan pertumbuhan jaringan meristem
Mengatur pergerakan stomataMemperkuat tegaknya batang sehingga
tanaman tidak mudah roboh
Mengaktifkan enzim baik langsung maupun tidak langsung
Meningkatkan kadar karbohidrat dan gula dalam buah
Membuat biji tanaman menjadi lebih berisi dan padat
Meningkatkan kualitas buah karena bentuk, kadar, dan warna yang lebih
baik
Membuat tanaman menjadi lebih tahan terhadap hama dan penyakit
Membantu perkembangan akar tanaman.
Di alam bebas kalium paling banyak ditemukan dalam kalium klorida
(KCl). Berbagai tempat di dunia terdapat banyak tumpukkan dari garam yang
letaknya berbeda-beda, lapisan kalium itu adalah bagian endapan-endapan garam
yang telah berlangsung selama miliunan tahun yang lalu.
Berhubungan garam kalium biasanya terletak di tempat yang sangat dalam
sekali.
Pertambangan
ini
dapat
dimanfaatkan
sebagai
pupuk,
dengan
mengelilinginya lebih dulu dalam bentuk yang agak kasar dinamakan garam kasar
kalium. Garam ini mengandung sejumlah presentase kotoran yang sangat tinggi
(60-80%), karena ongkos angkutnya mahal, maka dewasa ini sebagian besar dari
kotoran itu dibersihkan dari produk yang sudah dibersihkan, hamper semuanya
Universitas Sumatera Utara
terdiri dari KCl, dengan kadar rata-rata 60%
tahan terhadap ion
O. Beberapa macam tanaman tidak
maka sebagian dari KCl secara kimiawi ditransformasikan
ke dalam kalium sulfat (
). Hasilnya adalah pupuk kalium dan kalium sulfat.
(Sutejo,1990)
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Teori Spektrofotometri Serapan Atom
Spektrometri atomik adalah metode pengukuran spektrum yang berkaitan dengan
serapan dan emisi atom. Bila suatu molekul mempunyai bentuk spektra pita, maka
suatu atom mempunyai spektra garis. Atom-atom yang terlibat dalam metode
pengukuran spektrometri atomik haruslah atom-atom bebas yang garis spektranya
dapat diamati. Pengamatan garis spektra yang spesifik ini dapat digunakan untuk
analisis unsur baik secara kualitatif maupun kuantitatif.
Absorbsi (serapan) atom adalah suatu proses penyerapan bagian sinar oleh
atom-atom bebas pada panjang gelombang (λ) tertentu dari atom itu sendiri
sehingga konsentrasi suatu logam dapat ditentukan. Karena absorbansi sebanding
dengan konsentrasi suatu analit, maka metode ini dapat digunakan untuk sistem
pengukuran atau analisis kuantitatif.
Spektrometri Serapan Atom (SSA) dalam kimia analitik dapat diartikan
sebagai suatu teknik untuk menentukan konsentrasi unsue logam tertentu dalam
suatu cuplikan. Teknik pengukuran ini dapat digunakan untuk menganalisis
konsentrasi lebih dari 62 jenis unsur logam. Teknik Spektrometri Serapan Atom
Universitas Sumatera Utara
(SSA) dikembangkan oleh suatu tim peneliti kimia Australia pada tahun 1950-an,
yang dipimpin oleh Alan Walsh, di CSIRO (Commonwealth Science and Industry
Research Organization) bagian kimia fisik di Melbourne, Australia.
Unsur-unsur dalam cuplikan diidentifikasi dengan sensitivitas dan limit
deteksi pada teknik pengukuran ini dapat mencapai < 1 mg/L (1 ppm) bila
menggunakan lampu nyala biasa dan dapat dicapai sampai 0,1 ppm dengan
menggunakan prosedur SSA yang lebih canggih.
.
Dalam spektroskopi atomik, faktor-faktor yang dapat menyebabkan
pelebaran garis spektra merupakan suatu problem dalam sistem analisis metode
ini. Dua hal yang paling sering menimbulkan problem ini adalah pelebaran efek
Doppler (Doppler Boardening) dan pelebaran tekanan (Pressure Boardening).
a. Pelebaran Efek Doppler (Doppler Boardening)
Selama proses atomisasi atau ionisasi, suatu spesies yang sedang diukur dapat
bergerak menjauhi atau melalui detektor. Hal ini dapat menimbulkan loncatan
Doppler pada spektra garis yang dihasilkan, sehingga garis spektra yang
seharusnya berkisar antara 1-15 nm menjadi kira-kira 100 kali lebih lebar. Tidak
banyak hal yang dapat dilakukan untuk menghindari efek Doppler ini kecuali
hanya mengenali mengapa hal tersebut terjadi.
b. Pelebaran Tekanan (Pressure Boardening)
Universitas Sumatera Utara
Efek ini dapat timbul bila suatu analit bertabrakan dengan spesies lain karena
perubahan energi. Efek ini semakin besar pengaruhnya sejalan dengan kenaikan
suhu.
Prinsip Dasar SSA :
1. Cuplikan atau larutan cuplikan dibakar dalam suatu nyala atau
dipanaskan dalam suatu tabung khusus (misal tungku api).
2. Dalam setiap atom tersebut ada sejumlah tingkat energi diskrit yang
ditempati oleh elektron. Tingkat energy biasanay dimulai dengan
pada keadaan dasar (grouns state level) sampai
,
sampai
bila berada
.
Atom yang tidak tereksitasi, berada dalam keadaan dasar (ground state).
Untuk mengeksitasi atom, satu atau lebih elektron harus berpindah ke tingkat
energi yang lebih tinggi dengan cara penyerapan energi oleh atom itu. Energi
dapat disuplai oleh foton atau dari peristiwa tabrakan yang disebabkan oleh panas.
Dengan peristiwa itu, elektron terluar akan menjauhi inti paling tidak adalah ke
tingkat energi pertama E1. Energi yang dibutuhkan adalah setara dengan selisih
dari energi tingkat satu dengan energi dasar.
E=
Energi yang dibutuhkan untuk transisi elektron itu dapat dipenuhi oleh foton atau
cahaya yang setara dengan :
E = hv
Dengan h = tetapan Planck dan v = frekuensi
Universitas Sumatera Utara
Untuk beberapa peristiwa eksitasi misalnya pada UV atau sinar-X
spektrometri selisih energi (
) sangat lebar, berkisar 100-900 nm.
Dalam SSA, selisih energi (
) kecil, hal ini disebabkan karena hanya
bagian elektron terluar yang teresksitasi, disebabkan oleh pengendalian suhu yang
cermat. Bila suhu terlampau tinggi sebagian atom akan terionisasi.
Atom-atom dalam kabut tersebut bergerak dengan kecepatan tinggi dan
saling bertabrakan, serta menyerap dalam kisaran
karena energi
yang sangat sempit. Oleh
sempit ini, walaupun pada proses pembakaran terjadi kabut
dari berbagai atom, tapi hanya atom tertentu yang dapat menyerap sumber enrergi
atau foton. Hal ini merupakan sifat selektif yang spesifik dari SSA.
Kespesifikan itu juga merupakan suatu kekurangan karena lebar pita
penyerapan yang sempit dengan lebar berkisar 0,001 nm menjadi kendala dalam
analisis. Tidak ada monokromator yang mampu menghasilkan pita radiasi yang
sekecil puncak absorpsi atom (0,001 nm). Bila digunakan sumber radiasi kontinu,
monokromator akan melakukan suatu pita yang lebarnya 3-10 nm jadi hanya
sebagian kecil radiasi yang diabsorpsi
Dalam keadaan demikian hukum Beer tidak berlaku karena perubahan
relatif intensitas pita radiasi yang dilakukan sangat kecil dibandingkan dengan
perubahan radiasi yang bersesuaian dengan puncak absorpsi.
Universitas Sumatera Utara
Untuk mengatasi hal ini, digunakan sumber radiasi yang mengemisi garis
dengan yang sama dengan radiasi elemen yang akan dianalisis yang dihasilkan
oleh Hollow Cathode Lamp (HCL) atau Electrodeless Discharge Lamp (EDL).
Di dalam Hollow Cathode Lamp (HCL) atau Electrodeless Discharge
Lamp (EDL), atom elemen yang dimaksud dalam keadaan gas dieksitasikan
dengan pengawamuatan (discharge) listrik. Atom-atom yang tereksitasi
mengemisikan radiasi khas bila kembali ke tingkat energi yang lebih rendah.
Sebagian dari radiasi yang diemisi akan mempunyai persis sama dengan garis
absorpsi resonansi. Dengan sumber radiasi yang dipilih dengan cermat, garis-garis
emisi dapat mempunyai pita yang lebarnya lebih kecil dari pita absorpsi.
Walaupun masalah pita radiasi sudah dapat dipecahkan, SSA ini masih
mempunyai keterbatasan, yaitu untuk setiap analisis diperlukan adanya Hollow
Cathode Lamp (HCL) yang sesuai dengan elemen yang dianalisis.
Persyaratan lain untuk memperoleh sinyal penyerapan yang tinggi adalah
sebagian besar atom dalam keadaaan energi dasar (ground state) dan sejumlah
besar elektron harus dapat dieksitasi ke tingkat energi pertama (
ketika foton
dengan frekuensi yang tepat diserap.
Pembentukan Atom-Atom Bebas
Universitas Sumatera Utara
Kemampuan menghasilkan atom bebas merupakan kunci sukses dalam
AAS. Untuk menghasilkan atom-atom bebas digunakan atomizer yang dapat
berupa nyala api, karbon atomizer, atau plasma atomizer (misal generator hidrid).
Untuk memecah ikatan molekul yang mengubahnya menjadi atom bebas,
suatu atomizer harus dapat memberikan energi yang cukup. Energi ini
mempengaruhi jumlah atom bebas yang terbentuk, tergatung pada jenis ikatan
kimia molekul cuplikan. Sebagai contoh, untuk pembentukan atom bebas besi
yang terdapat dalam larutan
jumlahnya akan berbeda bila dibandingkan
dengan larutan kompleks Fe-EDTA, walaupun konsentrasi besinya sama.
Fenomena ini menjadi dasar mengenai efek-efek ion-ion penggangu.
Pembentukan Atom-Atom Bebas dengan Nyala
Titik-titik air yang halus dihasilkan dari nebulizer yang menghisap larutan
cuplikan yang kemudian disemburkan ke bagian tengah pembakar yang telah
menyala. Pelarut cuplikan menguap lebih dulu meninggalkan partikel padat yang
kecil-kecil. Partikel-partikel ini kemudian meleleh dan menguap membentuk
campuran senyawa yang kemudian terurai menjadi atom-atom bebas. Atom-atom
logam yang akan dianalisis menyerap energi dengan bertabrakan dan lalu
tereksitasi.
Sistem pengatoman dalam spektrofotometer serapan atom merupakan
bagian yang sangat penting karena pada sistem ini ditempatkan senyawa yang
akan dianalisis. Pada sistem pengatoman, unsur yang akan dianalisis diubah
Universitas Sumatera Utara
bentuknya dari ion dalam larutan menjadi atom netral dalam keadaan dasar pada
nyala.
contoh reaksi terjadinya atom bebas dari Natrium.
Atomisasi NaCl
+
Eksitasi Na + hv
Bila suhu nyala terlalu tinggi akan terjadi peristiwa ionisasi sebagai berikut :
Ionisasi Na
+
Bagian ini terdiri dari system pengabut (nebulizer) dan sistem pembakar
(burner) sehingga sering disebut system pengabut pembakar. Untuk menghasilkan
nyala yang diperlukan dalam spektrofotometer serapan atom, dipakai bermacammacam campuran gas sebagai gas pengoksidasi dan bahan bakar yang jenis serta
komposisinya tergantung pada suhu nyala api yang dikehendaki. Pada waktu
spektrofotometer serapan atom digunakan, diperlukan tekanan dan aliran gas yang
konstan. Hal ini diperlukan untuk menjaga agar suhu konstan.
Pembentukan Atom-Atom Bebas Selain dengan Nyala
Pada sistem pengatoman tanpa nyala biasanya memakai tungku grafit.
Proses atomisasi dengan grafit ini berlangsung dalam ruang tertutup yang dialiri
gas inert (biasanya Argon). Sedangkan untuk sistem pengatoman dengan cara
plasma atau pembentukan hidrid biasanya untuk menetapkan raksa (Hg), karena
raksa pada suhu biasa mudah menguap, dan dalam keadaan atom bebas.
Universitas Sumatera Utara
Suatu alat absorpsi atom terjadi dari komponen-komponen dasar yang
sama seperti spetrofotometer biasa, jadi mengandung : sumber radiasi,
monokromator, tempat cuplikan (dalam hal ini nyala), detector dan indikator
penguatan (amplifier). Spektrofotometer absorpsi atom ada yang single-beam dan
ada pula yang double-beam. (Basset, 1939)
Secara umum prinsip dasar Spektrofotometri serapan atom adalah
interaksi antara radiasi elektromagnetik dengan sampel. Spektrofotometri serapan
atom merupakan metode yang sangat tepat untuk analisis zat pada konsentrasi
rendah. Teknik ini adalah teknik yang paling umum dipakai untuk analisis
unsur. Teknik-teknik ini didasarkan pada emisi dan absorbansi dari uap
atom. Komponen kunci pada metode spektrofotometri Serapan Atom adalah
sistem (alat) yang dipakai untuk menghasilkan uap atom dalam sampel.
Cara kerja Spektroskopi Serapan Atom ini adalah berdasarkan atas
penguapan larutan sampel, kemudian logam yang terkandung di dalamnya diubah
menjadi atom bebas. Atom tersebut mengapsorbsi radiasi dari sumber cahaya
yang dipancarkan dari lampu katoda (Hollow Cathode Lamp) yang mengandung
unsur yang akan ditentukan. Banyaknya penyerapan radiasi kemudian diukur pada
panjang gelombang tertentu menurut jenis logamnya.
Jika radiasi elektromagnetik dikenakan kepada suatu atom, maka akan
terjadi eksitasi elektron dari tingkat dasar ke tingkat tereksitasi. Maka setiap
panjang gelombang memiliki energi yang spesifik untuk dapat tereksitasi ke
Universitas Sumatera Utara
tingkat yang lebih tingggi. Besarnya energi dari tiap panjang gelombang dapat
dihitung dengan menggunakan persamaan :
E=h.
Dimana:
.
E = Energi (Joule)
h = Tetapan Planck ( 6,63 . 10 -34 J.s)
= Kecepatan Cahaya ( 3. 10 8 m/s), dan
= Panjang gelombang (nm)
Larutan sampel diaspirasikan ke suatu nyala dan unsur-unsur di dalam
sampel diubah menjadi uap atom sehingga nyala mengandung atom unsur-unsur
yang dianalisis. Beberapa diantara atom akan tereksitasi secara termal oleh nyala,
tetapi kebanyakan atom tetap tinggal sebagai atom netral dalam keadaan
dasar (ground state).
Atom-atom ground state ini kemudian menyerap radiasi yang diberikan
oleh sumber radiasi yang terbuat oleh unsur-unsur yang bersangkutan. Panjang
gelombang yang dihasilkan oleh sumber radiasi adalah sama dengan panjang
gelombang yang diabsorpsi oleh atom dalam nyala.
Absorpsi ini mengikuti hukum Lambert-Beer, yaitu absorbansi berbanding
lurus dengan panjang nyala yang dilalui sinar dan konsentrasi uap atom dalam
nyala. Kedua variabel ini sulit untuk ditentukan tetapi panjang nyala dapat dibuat
konstan sehingga absorbansi hanya berbanding langsung dengan konsentrasi
Universitas Sumatera Utara
analit dalam larutan sampel. Teknik-teknik analisisnya yaitu kurva kalibrasi,
standar tunggal dan kurva adisi standar.
Aspek kuantitatif dari metode spektrofotometri diterangkan oleh hukum
Lambert-Beer, yaitu:
A = ε . b . c atau A = a . b . c
Dimana :
A = Absorbansi
ε = Absorptivitas molar (mol/L)
a = Absorptivitas (gr/L)
b = Tebal nyala
(nm)
c = Konsentrasi
(ppm)
Absorpsivitas molar (ε) dan absorpsivitas (a) adalah suatu konstanta dan
nilainya spesifik untuk jenis zat dan panjang gelombang tertentu, sedangkan tebal
media (sel) dalam prakteknya tetap. Dengan demikian absorbansi suatu spesies
akan merupakan fungsi linier dari konsentrasi, sehingga dengan mengukur
absorbansi
suatu
spesies
konsentrasinya
dapat
ditentukan
dengan
membandingkannya dengan konsentrasi larutan standar.
2.2 Instrumentasi Spektrofotometri Serapan Atom
Alat spektrofotometer serapan atom terdiri dari rangkaian dalam diagram
skematik berikut:
Komponen-komponen Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)
Universitas Sumatera Utara
1. Sumber Sinar
Sumber radiasi SSA adalah Hallow Cathode Lamp (HCL). Setiap pengukuran
dengan SSA kita harus menggunakan Hallow Cathode Lamp khusus misalnya
akan menentukan konsentrasi tembaga dari suatu cuplikan. Maka kita harus
menggunakan Hallow Cathode khusus. Hallow Cathode akan memancarkan
energi radiasi yang sesuai dengan energi yang diperlukan untuk transisi elektron
atom.
Hallow Cathode Lamp terdiri dari katoda cekung yang silindris yang
terbuat dari unsur yang sama dengan yang akan dianalisis dan anoda yang terbuat
dari tungsten. Dengan pemberian tegangan pada arus tertentu, logam mulai
memijar dan dan atom-atom logam katodanya akan teruapkan dengan
pemercikan. Atom akan tereksitasi kemudian mengemisikan radiasi pada panjang
gelombang tertentu.
Sumber radiasi lain yang sering dipakai adalah ”Electrodless Dischcarge
Lamp” lampu ini mempunyai prinsip kerja hampir sama dengan Hallow Cathode
Lamp (lampu katoda cekung), tetapi mempunyai output radiasi lebih tinggi dan
biasanya digunakan untuk analisis unsur-unsur As dan Se, karena lampu HCL
untuk unsur-unsur ini mempunyai signal yang lemah dan tidak stabil.
2. Sumber atomisasi
Sumber atomisasi dibagi menjadi dua yaitu sistem nyala dan sistem tanpa
nyala. Kebanyakan instrumen sumber atomisasinya adalah nyala dan sampel
Universitas Sumatera Utara
diintroduksikan dalam bentuk larutan. Sampel masuk ke nyala dalam bentuk
aerosol. Aerosol biasa dihasilkan oleh nebulizer/pengabut yang dihubungkan ke
nyala oleh ruang penyemprot (chamber spray). Jenis nyala yang digunakan
secara luas untuk pengukuran analitik adalah udara-asetilen dan nitrous oksidaasetilen. Dengan kedua jenis nyala ini, kondisi analisis yang sesuai untuk
kebanyakan analit dapat ditentukan dengan menggunakan metode-metode emisi,
absorbsi dan juga fluorosensi.
a. Nyala udara asetilen
Biasanya menjadi pilihan untuk analisis mengunakan SSA. Temperatur nyalanya
yang lebih rendah mendorong terbentuknya atom netral dan dengan nyala yang
kaya bahan bakar pembentukan oksida dari banyak unsur dapat diminimalkan.
b. Nitrous oksida-asetilen
Dianjurkan dipakai untuk penentuan unsur-unsur yang mudah membentuk oksida
dan sulit terurai. Hal ini disebabkan karena temperatur nyala yang dihasilkan
relatif tinggi. Unsur-unsur tersebut adalah: Al, B, Mo, Si, So, Ti, V, dan W.
Prinsip dari SSA, larutan sampel diaspirasikan ke suatu nyala dan unsurunsur di dalam sampel diubah menjadi uap atom sehingga nyala mengandung
atom unsur-unsur yang dianalisis. Beberapa diantara atom akan tereksitasi secara
termal oleh nyala, tetapi kebanyakan atom tetap tinggal sebagai atom netral dalam
keadaan dasar ( ground state ). Atom-atom ground state ini kemudian menyerap
Universitas Sumatera Utara
radiasi yang diberikan oleh sumber radiasi yang terbuat dari unsur-unsur yang
bersangkutan.
Panjang gelombang yang dihasilkan oleh sumber radiasi adalah sama
dengan panjang gelombang yang diabsorbsi oleh atom dalam nyala.
3. Monokromator
Monokromator merupakan alat yang berfungsi untuk memisahkan radiasi yang
tidak diperlukan dari spektrum radiasi lain yang dihasilkan oleh Hallow Cathode
Lamp
4. Detektor
Detektor merupakan alat yang mengubah energi cahaya menjadi energi listrik,
yang memberikan suatu isyarat listrik berhubungan dengan daya radiasi yang
diserap oleh permukaan yang peka.
5. Sistem pengolah
Sistem pengolah berfungsi untuk mengolah kuat arus dari detektor menjadi
besaran daya serap atom transmisi yang selanjutnya diubah menjadi data dalam
sistem pembacaan.
6. Sistem pembacaan
Universitas Sumatera Utara
Sistem pembacaan merupakan bagian yang menampilkan suatu angka atau
gambar yang dapat dibaca oleh mata. (Khopkar, 1990)
2.3 Pengertian Pupuk
Pupuk ialah bahan yang diberikan ke dalam tanah baik yang organik maupun yang
anorganik dengan maksud untuk mengganti kehilangan unsure hara dari dalam
tanah dan bertujuan untuk meningkatkan produksi tanaman dalam keadaan factor
keliling atau lingkungan yang baik.
Ilmu mememupuk adalah ilmu yang bertujuan menyelidiki tentang zat-zat
apakah yang perlu diberikan kepada tanah sehubungan dengan kekurangan zat-zat
tersebut yang terkandung di dalam tanah yang perlu guna pertumbuhan dan
perkembangan tanaman dalam rangka produksinya agar tercapai hasil yang tinggi.
A. Pengertian Kalium
Elemen ini dapat dikatakan bukan elemen yang langsung pembentuk bahan
organik. Dalam hal ini dapat pula ditegaskan bahwa kalium berperan membantu
yaitu :
1. Pembentukan protein dan karbohidrat
2. Mengeraskan jerami dan bagian kayu dari tanaman
3. Meningkatkan resistensi tanaman terhadap penyakit
4. Meningkatan kualitas biji/buah
Kalium diserap dalam bentuk K+ (terutama pada tanaman muda). Menurut
penelitian , kalium banyak terdapat pada sel-sel muda atau bagian tanaman yang
banyak mengandung protein, inti-inti sel tidak mengandung kalium. Pada sel-
Universitas Sumatera Utara
selzat ini terdapat sebagian ion di dalam cairan sel dan keadaan demikian akan
merupakan bagian yang penting dalam melaksanakan turgor yang disebabkan
oleh tekanan osmotis. Selain itu ion kalium mempunyai fungsi fisiologis yang
khusus pada asimilasi zat arang, yang berarti apabila tanaman sama sekali tidak
diberi kalium, maka asimilasi akan terhenti.
Tentang sumber-sumber kalium ialah :
1. Beberapa jenis mineral
2. Sisa-sisa tanaman dan jasad renik
3. Air irigasi serta larutan dalam tanah
4. Abu tanaman dan pupuk buatan
Yang terdapat pada abu tanaman, misalnya pada abu daun the yang muda
mengandung sekitar 50% K2O, sedang pada pucuk tebu yang muda mengandung
sekitar 60-70% K2O. Zat kalium mempunyai sifat mudah larut dan hanyut, selain
itu mudah difiksasi dalam tanah.
B. Dinamisasi / Tata Kalium dalam Tanah
Penggunaan pupuk Kalium (K) di Indonesia kurang mendapat perhatian bila
dibandingkan dengan penggunaan pupuk Nitrogen (N) dan Fosfor (P). Hal ini
tidak berarti bahwa pupuk Kalium tidak digunakan bagi pertanaman, mungkin
pada pertanaman rakyatlah yang kurang, sebab kurang adanya respon. Sedangkan
pada perkebunan-perkebunan merupakan konsumen pupuk Kalium yang
terbanyak.
Bagi usaha tani persawahan kurang adanya respon karena Kalium bagi
persawahan sumbernya memang ada pada air irigasi pupuk Kalium sesungguhnya
Universitas Sumatera Utara
sangat baik atau sangat nyata bagi pertanaman umbi-umbian. Menurut hasil
penelitian Kalium yang terdapat pada air irigasi itu kurang mencukupi bagi
keperluan pertumbuhan tanaman terutama untuk mendapatkan hasil yang
optimum, sehingga kalau tidak dimulai pemupukan dengan Kalium pada
persawahan-persawahan maka lama kelamaan akan mengakibatkan defisiensi
unsure Kalium.
Kalium sesungguhnya sangat diperlukan pada tanah kering karena pada
tanah kering Kalium kenyataannya lebih banyak yang hilang atau terangkut oleh
tanah melalui pencucian air hujan ataupun erosi.
Tetang persediaan kalium dalam tanah, hasil penyelidikan menyatakan
bahwa di dalam tanah Kalium didapat dalam bentuk anorganik, yaitu dalam
sumber-sumbernya yaitu :
-
Mineral-mineral , misalnya Feldspar (sedikit) ---- Orto-klas
-
Mika (lebih banyak kandungan Kaliumnya) ---- Biotit, Muscovite
-
Silikat ---- Leusit
Kalium di dalam tanah merupakan satu-satunya kation monovalen yang
esensial bagi tanaman. Kandungan Kalium di dalam tanah berbeda-beda
tergantung dari bahan induknya da derajat pelapukan tanah. Tetapi kalau
dibandingkan dengan Nitrogen dan Fosfor dapatlah dinyatakan bahwa kandungan
kalium adalah lebih banyak.
Kalium di dalam tanah terdapat dalam bentuk :
a. Relative tidak tersedia
b. Segera tersedia
Universitas Sumatera Utara
c. Lambat tersedia
Hubungan ketiga bentuk tersebut dapat dikemukan sebagai berikut :
-
Feldspat dan Mika 90-98% dari kalium total yang relative tahan
pelapukan, akan tetapi lama kelamaan aka tersedia pula dalam tanah
walaupun secara lambat.
-
Kalium segera tersedia hanyalah meliputi 1-2% dari Kalium total
dalam tanah pada perbanyakan tanah mineral yang umum. Kalium
tersedia di dalam tanah ini dijumpai dalam bentuk Kalium dapat
dipertukarkan dan diserap oleh koloid dan dalam bentuk larutan tanah.
Walaupun sebagian besar dari Kalium tersedia ini berupa Kalium dapat
tukar, tetapi Kalium dalam larutan tanah lebih mudah diserap akar
tanaman dan lebih mudah terhadap pencucian. Kalium dalam larutan
berada dalam kesimbangan dengan Kalium dapat tukar. Hal ini dari
segi praktis adalah penting. Serapan kalium dari larutan hara akan
mempengaruhi keseimbangan, sehingga keseimbangan semula akan
terbentuk dengan baik.
-
Bentuk kalium lambat tersedia. Dalam hal ini apabila dalam tanah di
jumpai liat vermikulit dan illit atau liat yang mempunyai tipe
perbandingan 2:1 lainya, kemudian diberi pupuk kalium misalnya KCl,
maka kalium dari KCl ini tidak saja menjadi terikat akan tetapi dalam
hal terfiksasinya tidak selamanya.
Universitas Sumatera Utara
Kebutuhan akan kalium ini sesungguhnya cukup tinggi dalam hal ini
apabila kebutuhan akan kalium tidak tercukupi akan terjadi translokasi kalium
dari bagian-bagian tanaman yang tua ke bagian yang muda. Berbeda dengan
unsure-unsur Nitrogen, Sulfur, dan Fosfor (terdapat dalam protein) tetapi kalium
tidak terdapat dalam protein,protoplasma, selulosa, sehingga diduga bahwa kalium
hanya bersifat sebagai katalisator. Terlepas dari kenyataan ini kalium mempunyai
peranan penting dalam tanaman, yaitu dalam peristiwa-peristiwa fisiologis,
misalnya sebagai berikut :
a. Kalium berfungsi dalam metabolism KH, berarti berperan dalam
pembentukkan pati, pemecahannya dan translokasi pati tersebut
b. Kalium berfungsi dalam metabolism nitrogen dan sintesa protein
c. Dapat menetralisasi asam-asam organik yang penting bagi proses fisiologi
d. Mengawasi dan mengatur berbagai aktifitas unsure mineral
e. Mengaktifkan berbagai enzim (invertase, peptase, diastase,katalase)
f. Mempercepat pertumbuhan jaringan meristimatik
g. Mengatur pergerakkan stoma dan hal yang berhubungan air atau
mempertahankan tugor tanaman yang dibutuhkan dalam proses fotosintesa
dan proses-proses lainnya agar dapat berlangsung dengan baik
h. Menambah resistensi tanaman
i. Kalium berpengaruh atas Pyrovic kinase pada beberapa tanaman
C. Kekurangan unsur kalium (K)
Universitas Sumatera Utara
Defisiensi kalium memang agak sulit diketahui gejalanya, karena gejala ini jarang
ditampakkan ketika tanaman masih muda, jadi agak berlainan dengan gejalagejala karena defisiensi Nitrogen dan Fosfor.
Gejala yang terdapat pada daun terjadi secara setempat-setempat. Pada
permulaannya
tampak
agak
mengkerut
dan
kadang-kadang
mengkilap,
selanjutnya sejak ujung dan tepi daun tampak menguning, warna seperti ini
tampak pula diantara tulang-tulang daun, pada akhirnya daun tampak pula bercakbercak kotor, berwarna coklat, sering pula bagian yang berbercak ini jatuh
sehingga daun tampak bergerigi, dan kemudian mati. Pada tanaman kentang
gejala yang terdapat pada daun yaitu pengkerutan dan penggulungan, warna daun
hijau tua berubah menjadi kuning bertitik-titik coklat.
Gejala yang terdapat pada batang yaitu batangnya lemah dan pendekpendek, sehingga tanaman tampak kerdil. Gejala yang tampak pada buah,
misalnya buah kelapa dan jeruk banyak yang berjatuhan sebelum masak, sedang
masaknya buah pun berlangsung lambat. Bagi tanaman yang berumbi yang
menderita defisiensi kalium hasil umbinya sangat kurang dan kadar hidrat
arangnya demikian rendah.
2.4 Pupuk Organik
Pupuk organik adalah pupuk yang sebagian besar atau seluruhnya terdiri atas
bahan organik yang berasal dari tanaman atau kotoran hewan yang telah melalui
proses rekayasa dapat berbentuk padat atau cair yang digunakan untuk mensuplai
bahan organik untuk memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah.
(Simanungkalit, 2006)
Universitas Sumatera Utara
Agar dapat disebut sebagai pupuk organik, pupuk yang dibuat dari bahan
alami tersebut harus memenuhi beberapa persyaratan antara lain:
1) Zat N harus dalam bentuk senyawa organik yang dapat dengan mudah diserap
oleh tanaman.
2) Pupuk tersebut tidak meninggalkan sisa asam organik didalam tanah.
3) Menpunyai kadar C organik yang tinggi seperti hidrat arang.
Pupuk organik memiliki banyak keunggulan, antara lain:
1) Dapat memperbaiki struktur tanah
2) Memiliki kandungan unsur hara makro dan mikro yang lengkap
3) Ramah lingkungan
4) Murah dan mudah didapat bahkan dapat dibuat sendiri
5) Mampu menyerap dan menampung air lebih lama dibanding dengan pupuk
anorganik
6) Membantu meningkatkan julah mikroorganisme pada media tanaman, sehingga
dapat meningkatkan unsur hara pada tanaman. (Pranata, 2004)
Pupuk oganik merupakan hasil akhir dari penguraian bagian-bagian atau
sisa tanaman dan binatang (makhluk hidup) misalnya pupuk kandang, pupuk
hijau, kompos, bungkil, guano, dan lain sebagainya. Proses penguraian senyawa
organik oleh bakteri menjadi pupuk dapat digambarkan sebagai berikut:
Anaerob
Bahan organik
+ hara + humus
Mikroorganisme
Universitas Sumatera Utara
Pupuk organik dapat meningkatkan anion-anion utama untuk pertumbuhan
tanaman seperti nitrat, fosfat, sulfat, borat, dan klorida serta meningkatkan
ketersediaan hara makro untuk kebutuhan tanaman dan memperbaiki sifat fisika,
kimia dan biologi tanah.
Pupuk organik cair merupakan salah satu jenis pupuk yang banyak beredar
di pasaran. Pupuk organik cair lebih mudah terserap oleh tanaman karena unsurunsur di dalamnya sudah terurai. Tanaman menyerap hara terutama melalui akar
namun daun juga memiliki kemampuan menyerap hara, oleh sebab itu pupuk cair
dapat disemprotkan pada daun. Keuntungan dari penggunaan pupuk organik cair,
kita dapat melakukan tiga macam proses dalam sekali pekerjaan, yaitu memupuk
tanaman, menyiram tanaman, dan mengobati tanaman. (Yuliarti,2009)
2.4.1 Hara Nitrogen
Nitrogen merupakan unsur hara utama bagi tumbuhan yang pada umumnya sangat
diperlukan untuk pembentukan atau pertumbuhan bagianbagian vegetatif
tanaman, seperti daun batang dan akar tetapi kalau terlalu banyak dapat
mengahambat pembuangan dan pembuahan pada tanaman.
Defisiensi menyebabkan kecepatan pertumbuhan sangat terganggu dan
tanaman kurus kering. N merupakan unsur dalam molekul klorofil sehingga
defisiensi N mengakibatkan daun menguning atau mengalami klorosis. Ini
Universitas Sumatera Utara
biasanya dimulai dari daun bagian bawah dan defisiensi yang kuat menyebabkan
coklat dan mati.
Fungsi nitrogen pada tanaman sebagai berikut
1) Untuk meningkatkan perumbuhan tanaman.
2) Dapat menyehatkan pertumbuhan daun, daun tanaman lebar dengan warna
yang lebih hijau, kekurangan nitrogen menyebabkan khlorosis (pada daun muda
berwarna kuning).
3) Meningkatkan kadar protein dalam tubuh tanaman
4) Meningkatkan kualitas tanaman penghasil daun-daunan.
5) Meningkatkan berkembangbiaknya mikroorganisme didalam tanah.
2.4.2 Hara Fosfor
Fosfor terdapat dalam bentuk phitin, nuklein dan fostide merupakan bagian dari
protoplasma dan initi sel. Sebagai bagian dari inti sel sangat penting dalam
pembelahan sel demikian pula bagi perkembangan jaringan meristem. Fosfor
diambil tanaman dalam bentuk
dan
.
Secara umum fungsi fosfor sebagai berikut:
1) Dapat mempercepat pertumbuhan akar semai
2) Dapat mempercepat serta memperkuat pertumbuhan tanaman muda menjadi
tanaman dewasa
3) Dapat mempercepat pembungaan dan pemasakan buah biji atau gabah
4) Dapat meningkatkan produksi biji-biji (Sutejo, 1990).
Universitas Sumatera Utara
Kekurangan fosfor dapat menyebabkan tanaman menjadi kerdil,
pertumbuhan tidak baik, pertumbuhan akar atau ranting meruncing, pemasakan
buah terlambat, warna daun lebih hijau dari pada keadaan normalnya, daun yang
tua tampak menguning sebelum waktunya serta hasil buah atau biji menurun.
Hara fosfor yang terdapat dalam pupuk cair akan lebih efektif
penggunaanya dibandingkan dengan pupuk padat karena pengaplikasiannya yang
langsung pada tanaman mengakibatkan fosfor tidak akan mudah tercuci oleh air
dan dapat langsung diserap olah tanaman. (Pranata, 2004).
2.4.3 Hara Kalium
Kalium merupakan unsur kedua terbanyak setelah nitrogen dalam tanaman.
Kalium diserap dalam bentuk
monovalensi dan tidak terjadi transformasi K
dalam tanaman. Bentuk utama dalam tanaman adalah
monovalensi, kation ini
unik dalam sel tanaman. Unsur K sangat berlimpah dan mempunyai energi hidrasi
rendah sehingga tidak menyebabkan polarisasi molekul air. Jadi unsur ini dapat
berinterverensi dengan fase pelarut dari kloroplas.
Peranan kalium pada tanaman adalah sebagai berikut :
1) Membentuk protein dan karbohidrat
2) Mengeraskan jerami dan bagian bawah kayu dari tanaman
Universitas Sumatera Utara
3) Meningkatkan retensi tanaman tarhadap penyakit.
4) Meningkatkan kualitas biji/buah. (Sutejo,1990)
Peranan unsur K dalam tanaman dapat dikelompokan menjadi empat:
1) Netralisasi Asam Organik
Karena kelimpahannya ion bermuatan positif ini dapat menyeimbangi muatan
negatif gugus-gugus anion dari molekul seperti asam-asam organik.
2) Ion K aktif dalama osmosis
Ion K bberperan vital dalam hubungannya dengan air, ion K meningkatkan turgor
sel pada titik-titik tumbuh dan membantu dalam pemekaran sel
3) Peran dalam transfor pada membran sel
Gradien elektrokemis tidak stabil menyebrangi membran oleh pergerakan ion H,
ion K bergerak dengan arah berlawanan terhadap gerakan ion H. Ini penting
dalam bekerjanya kloroplas (fotosintesis), mitokondria (respirasi) dan transport
translokasi floem.
4) Aktivitas enzim
Lebih dari 60 enzim membutuhkan ion monovalensi untuk aktivitasnya. Dalam
hampir setiap kasus, ion K adalah ion yang paling efisien dalam mempengaruhi
aktivitas enzim tersebut.
Universitas Sumatera Utara
Kalium merupakan unsur hara esensial yang digunakan hampir pada
semua proses untuk menunjang hidup tanaman. Petani sering menyebut bahwa
kalium
adalah
unsur
hara
mutu,
karena
berpengaruh
pada
ukuran,rasa,bentuk,warna dan daya simpan.Kalium (K) merupakan unsur hara
utama ketiga setelah N dan P.
Kalium mempunyai valensi satu dan diserap dalam bentuk ion
. Kalium
tergolong unsur yang mobil dalam tanaman baik dalam sel, dalam jaringan
tanaman, maupun dalam xylem dan floem. Kalium banyak terdapat dalam
sitoplasma.
Tanaman menyerap kalium dalam bentuk ion
. Kalium di dalam tanah
ada dalam berbagai bentuk, yang potensi penyerapannya untuk setiap tanaman
berbeda-beda. Ion-ion
di dalam air tanah dan ion-ion
yang di adsorpsi,
dapat langsung diserap. Di samping itu tanah mengandung juga persediaan
mineral tertentu dalm bentuk berbagai macam silikat, dimana kalium
membebaskan diri sebagai akibat dari pengaruh iklim. Persediaan mineral dalam
bentuk kalium ini terutama penting bagi tanah liat dari laut yang masih muda.
Bertambah banyak persediaan ini di dalam tanah, maka akan lebih banyak pula
kalium di bebaskan sebagai akibat dari pengaruh iklim yang diserap oleh tanaman.
(Yuliarti,2009)
Fungsi Kalium pada tanaman
Membentuk dan mengangkut karbohidrat,
Universitas Sumatera Utara
Sebagai katalisator dalam pembentukan protein
Mengatur kegiatan berbagai unsur mineral
Menetralkan reaksi dalam sel terutama dari asam organik
Menaikan pertumbuhan jaringan meristem
Mengatur pergerakan stomataMemperkuat tegaknya batang sehingga
tanaman tidak mudah roboh
Mengaktifkan enzim baik langsung maupun tidak langsung
Meningkatkan kadar karbohidrat dan gula dalam buah
Membuat biji tanaman menjadi lebih berisi dan padat
Meningkatkan kualitas buah karena bentuk, kadar, dan warna yang lebih
baik
Membuat tanaman menjadi lebih tahan terhadap hama dan penyakit
Membantu perkembangan akar tanaman.
Di alam bebas kalium paling banyak ditemukan dalam kalium klorida
(KCl). Berbagai tempat di dunia terdapat banyak tumpukkan dari garam yang
letaknya berbeda-beda, lapisan kalium itu adalah bagian endapan-endapan garam
yang telah berlangsung selama miliunan tahun yang lalu.
Berhubungan garam kalium biasanya terletak di tempat yang sangat dalam
sekali.
Pertambangan
ini
dapat
dimanfaatkan
sebagai
pupuk,
dengan
mengelilinginya lebih dulu dalam bentuk yang agak kasar dinamakan garam kasar
kalium. Garam ini mengandung sejumlah presentase kotoran yang sangat tinggi
(60-80%), karena ongkos angkutnya mahal, maka dewasa ini sebagian besar dari
kotoran itu dibersihkan dari produk yang sudah dibersihkan, hamper semuanya
Universitas Sumatera Utara
terdiri dari KCl, dengan kadar rata-rata 60%
tahan terhadap ion
O. Beberapa macam tanaman tidak
maka sebagian dari KCl secara kimiawi ditransformasikan
ke dalam kalium sulfat (
). Hasilnya adalah pupuk kalium dan kalium sulfat.
(Sutejo,1990)
Universitas Sumatera Utara