kesuburan tanah dan Budidaya Pertanian

BUKU AJAR

KESUBURAN DAN
KESEHATAN TANAH

Disusun oleh:
Ir. Teguh Supriyadi, MP

Program Studi Agroteknologi
Fakultas Pertanian
Universitas Tunas Pembangunan (UTP)
Surakarta
2007

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

1

KATA PENGANTAR

Dengan rahmat Tuhan Yang Maha Esa, dan kerja keras penulis, telah

dapat disusun sebuah buku ajar yang berjudul “Kesuburan dan Kesehatan
Tanah”
Buku Agroklimatologi ini disepakati berbobot 3 SKS. Penyusunan buku ini
didanai dari hibah pengajaran yang bersumber dari dana Program Hibah
Kompetisi A-1 tahun 2007 yang diperoleh program studi Agroteknologi Fakultas
Pertanian Universitas Tunas Pembangunan (UTP) Surakarta.
Penulis menyadari bahwa buku ini masih memerlukan banyak penyempurnaan.
Untuk itu kepada para pembaca diharapkan saran-saran dan kritik sehingga buku
ini dapat sempurna. Semoga tulisan ini dapat bermanfaat

Penulis

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

2

DAFTAR ISI

Halaman
I. PENDAHULUAN ………………………………………………........

A. Pertumbuhan Tanaman ……............................................................
B. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Tanaman ..........
II. HUBUNGAN TANAH DAN TANAMAN ……………………..........
A. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kepekatan Hara Tanaman ........
III. KEMASAMAN TANAH ......................………………………….......
A. Kemasaman Tanah …....... …...........................................................
B. Penentu Kemasaman Tanah ……………..…...................................
C. Kemasaman Aktif dan Kemasaman Potensial …….……………...
D. Sifat Sanggahan Tanah .................................... ……………………
E. Korelasi Reaksi Tanah .....................................................................
F. Tanah Garaman (Halomorfik) .........................................................
IV. PENGAPURAN TANAH MASAM ……..……………………........
A. Tujuan Pengapuran .........................................................................
B. Cara Penentuan Kebutuhan Pupuk ...................................................
C. Bahan dan Mutu kapur .....................................................................
D. Cara penggunaan Kapur ..….……………………………………...
E. Pengaruh Kapur terhadap Tanah dan tanaman …………………….
V. UNSUR HARA ESENSIAL .……………………………………........
A. Kriteria Esensialitas .........................................................................
B. Unsur Hara tanaman ........................................................................

C. Fungsi Unsur Hara ................................................ .……………...
D. Gejala Defisiensi Unsur Hara .........................................................
E. Caída Minimum dan saling Tindak Arah ………………………….
F. Istilah-istilah ………………………………………………………
VI. UNSUR NITROGEN ......................……………………………........
A. Sumber Nitrogen Tanah ...................................................................
B. Ketersediaan Nitrogen Tanah ............... ..........................................
C. Peranan Agronomi Nitrogen .. ……………………………………
D. Peredaran Nitrogen .... ….. ……………………………………….
VII. UNSUR FOSFOR ........... .……………………………………........
A. Sumber Fosfor Tanah ......................................................................
B. Bentuk Fosfor Tanah ............................. ..........................................
C. Ketersediaan Fosfor Tanah .. .. ……………………………………
D. Peranan Agronomi Fosfor .................................................. .... …..
E. Neraca Fosfor ………….. . ……………………………………….
VIII. UNSUR KALIUM ……………………………………………........
A. Sumber Kalium Tanah .....................................................................
B. Bentuk Kalium dalam Tanah ............................................................
C. Neraca Kalium ……………. ……………………………………...
IX. KALSIUM, MAGNESIUM DAN BELERANG ......................…........

A. Kalsium (Ca) dan Magnesium (Mg) ................................................
B. Belerang .............................. ............................................................

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

1
1
4
6
6
11
12
14
15
15
16
17
20
20
21

21
22
22
23
23
24
25
25
26
27
29
29
30
31
32
33
33
34
35
37

37
38
39
39
40
42
42
44

3

VIII. UNSUR-UNSUR MIKRO ...............................
A. Sumber Unsur Hara Mikro ..............................................................
B. Peranan Unsur Mikro pada Tanaman ..............................................
C. Ketersediaan Unsur Mikro .. ……………………………………...
D. Pengelolaan Tanah dan Kebutuhan Unsur Mikro ...........................
E. Pupuk Mikro ....................................................................................
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

47
48
49
50
53
54
56

4

I. PENDAHULUAN

Tujuan Umum :
Setelah mempelajari materi kuliah ini mahasiswa dapat menjelaskan secara umum
cakupan tentang ruang lingkup Kesuburan dan Kesehatan Tanah
Tujuan Khusus :
1. Mahasiswa dapat menjelaskan Pengertian Kesuburan dan Kesehatan tanah
2. Mahasiswa dapat menjelaskan Pertumbuhan Tanaman
3. Mahasiswa dapat menjelaskan Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan

tanaman
Kesuburan tanah adalah kemampuan tanah untuk dapat menyediakan
unsur hara dalam jumlah berimbang untuk pertumbuhan tanaman.
A. Pertumbuhan Tanaman
Berhasilnya suatu usaha pertanian ditentukan oleh pertumbuhan dan
hasil tanaman yang diusahakan., apabila baik ( sukses ) maka petani akan
dapat mengimbangi pengeluaran-pengeluaran dalam bentuk tenaga dan usaha
untuk memperoleh kwantitas dan kwalitas produksi yang baik.
1. Pertumbuhan
Menurut Webster, pertumbuhan adalah suatu perkembangan yang
progresif dari suatu organisme. Untuk tanaman, pertumbuhan adalah
perkembangan satu atau beberapa organ atau seluruh tanaman dan dapat
dinyatakan dalam berat kering, panjang, tinggi ataupun diameter.
2. Pertumbuhan dan Waktu
Waktu dari pengukuran pertumbuhan (berat kering, panjang, tinggi atau
diameter} mutlak harus diperhatikan, karena ada hubungan yang tetap
antara pertumbuhan dan waktu. Pada permulaan pertumbuhan terjadi
pertambahan ukuran yang kecil, kemudian disusul dengan pertambahan
pertumbuhan yang cepat sekali selama waktu tertentu kemudian
kecepatannya berkurang dan kemudian berhenti sama sekali.

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

5

Pertumbuhan
Tanaman

Waktu
Gambar 1. Pola umum hubungan antara pertumbuhan tanaman dan waktu
3. Hubungan Pertumbuhan dengan Faktor-faktor yang Mempengaruhi
Faktor tanaman ada 2 kategori yaitu faktor genetis ( faktor tetap ) dan
faktor lingkungan ( perubah yang setiap saat berubah). Pertumbuhan
merupakan fungsi dari beberapa faktor lingkungan ( faktor keliling / faktor
tumbuh ).
T = f ( X1, X2, X3................................................Xn)

T : Ukuran pertumbuhan
X1, X2, X3, ........................Xn : berbagai faktor tumbuh
4. Hukum Minimum Liebig

Bila salah satu faktor terdapat dalam keadaan yang paling kritis bagi
pertumbuhan tanaman mislanya X1 sedangkan faktor – faktor lain berada
dalam keadasan cukup maka pertumbuhan tanaman ditentukan oleh faktor
X1 itu.
T = f (X1) X2, X3, ..............................................................Xn

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

6

Hubungan ini bukan merupakan hubungan linier tetapi hubungan yang
memenuhi hukum minimum Liebig.
5. Persamaan Mitscherlich
Apabila suatu tanaman ditanam dalam keadaan lingkungan yang baik serta
semua unsur hara cukup tersedia kecuali satu unsur hara misalnya N yang
terdapat dalam keadaan rendah maka pertumbuhan tanaman tersebut
sebanding dengan jumlah unsur tersebut yang ditambahkan ke dalam
tanah.

Makin

banyak

unsur

tersebut

diberikan

makin

cepat

pertumbuhannya tetapi tidak berbanding lurus dengan jumlah yang
dibiarkan. Pertambahan pertumbuhan setelah setelah mencapai titik
tertentu akan berkurang untuk setiap satuan jumlah unsur hara yang
dibiarkan.
Persamaan matematika Mitscherlich adalah sebagai berikut :
Dy/dx = ( A – Y ) C

dy

: Peningkatan hasil (yield) sebagai penambahan jumlah faktor
tumbuh dx

dx

: Penambahan jumlah yang bervariasi (increment) dari faktor tumbuh
x

A

: Hasil maksimum yang mungkin dicapai tanaman dengan usaha
penyediaan semua faktor tumbuh dalam jumlah yang optimum

Y

: Hasil yang diperoleh setelah pemberian jumlah tertentu dari faktor
x

C

: Konsatante pembanding yang tergantung kepada sifat-sifat faktor
tumbuh (N = 0,122; P205 = 0,60 dan K20 = 0,122)

Peneliti – peneliti lain menolak konstante C karena berubah dengan jenis
tanaman dan keadaan iklim yang berbeda.
6. Persamaan Spillman
Y = M(1 - Rx)

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

7

Y

: Jumlah pertumbuhan yang diproduksi oleh kwantita tertentu dari
faktor tumbuh X

X

: Kwantita faktor X

M

: Hasil maksimum yang mungkin dicapai, jika semua faktor-faktor
tumbuh Terdapat dalam jumlah yang optimum

R

: Konsatante

7. Satuan Baule
Satu satuan baule adalah jumlah dari satu atau beberapa faktor tumbuh
yang dibutuhkan tanaman untuk menghasilkan hasil yang besarnya 50 %
dari hasil maksimum yang meungkin dicapai.
8. Konsep Mobilitas Hara Menurut Bray
Apabila mobilitas hara di dalam tanah menurun, maka jumlah hara itu
yang diperlukan di dalam tanah untuk memproduksikan hasil tanaman
yang maksimum, akan meningkat dari nilai variabel ditetapkan terutama
oleh besar hasil dan komposisi peran optimum dari tanaman terhadap
jumlah yang nilainya cenderung menjadi konstan.
B. Faktor-faktor yang mempengaruhi Pertumbuhan Tanaman
Hingga sekarang faktor – faktor yang mempengaruhi pertumbuhan itu
dibagi atas faktor genetis dan faktor lingkungan.
1. Faktor genetis
Salah satu peranan penting dari faktor genetis adalah kemampuan suatu
tanaman hibrida (hasil silang dari induk – induk yang potensial) untuk
berproduksi tinggi, misalnya kelapa hibrida, jagung hibrida dan lain-lain.
2. Faktor-faktor Lingkungan
Lingkungan didefinisikan sebagai rangkaian semua persyaratan (kondisi)
luar dan memberikan pengaruh terhadap kehidupan dan perkembangan
organisme. Di antara faktor-faktor lingkungan itu yang diketahui
mempengaruhi pertumbuhan tanaman antara lain:

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

8

a. suhu
b. Ketersediaan air
c. energi surya
d. Mutu atmosfer
e. struktur dan komposisi udara tanah
f. Reaksi tanar
g. organisme

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

9

II. HUBUNGAN TANAH DAN TANAMAN
Tujuan Umum :
Setelah mempelajari materi kuliah ini mahasiswa dapat menjelaskan secara umum
cakupan tentang ruang lingkup Hubungan Tanah dan Tanaman
Tujuan Khusus :
1. Mahasiswa dapat menjelaskan Pengertian hubungan tanah dan tanaman
2. Mahasiswa dapat menjelaskan Faktor-faktor yang mempengaruhi kepekatan
hara larutan tanah
Hubungan tanah dengan tanaman sangat erat karena tanah sebagai media
untuk pertumbuhan tanaman yang paling baik yaitu sebagai tempat berdiri
(tegaknya) tanaman, penyediaan unsur hara, penyediaan air dan sebagainya.
A. Faktor–faktor yang Mempengaruhi Kesepakatan Hara Larutan Tanah
Unsur hara yang berada di dalam larutan tanah (soil solution) dari
mineral primer, pupuk, bahan orgamik, atmosfer dan lain-lain. Begitu unsur
hara melarut, maka reaksi-reaksi yang dihadapinya beraneka ragam yang
sangat dipengaruhi oleh :
1. Reaksi Tanah
Nilai pH (kemasaman) tanah merupakan faktor penting dalam menentukan
kelarutan unsur – unsur hara dalam tanah. Kelarutan oksida-oksida atau
hidroksida Fe dan Al menurun jika pH meningkat dan sebaliknya jika pH
menurun kelarutannya akan meningkat. Kelarutan Fe-fosfat, Al-fosfat dan
Ca/Mg-fosfat sangat tergantung pada pH.
2. Potensial Redoks (Redox Potential)
Redoks Potensial (Eh) berhubungan dengan aerasi tanah dan bergantung
pada jumlah respirasi mikrobia tanah dan jumlah oksigen yang berdifusi
ke bagian-bagian tanah yang aktif kegiatan mikrobianya. Potensial redoks
mempengaruhi kelarutan unsur-unsur hara yang dapat berujud dalam

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

10

bentuk lebih dari satu keadaan oksidasi (oksidasi rate) pada kisaran normal
Eh tanah.
3. Koloid Tanah dan Peranannya
Koloid tanah adalah bahan aktif dari tanah yang tersusun dari mineral dan
humus, berukuran kurang dari 1 mikron (< 1 µ). Ada 2 macam jenis koloid
yatiu :
a. Koloid mineral clay, yang terdiri dari 2 kelompok yaitu :
1) Silikat (1:1 misalnya kaolinit, haloisit, anauksit; 2:1 misalnya
montmorilonit,

beidellit,

vermikulit,

amorfus

atau

tidak

mengkristal misalnya alofan)
2) Bukan silikat, banyak ditemukan pada tanah yang tua misalnya
gibsit, geotit dan limonit.
b. Humus
Koloid humus tersusun dari lignin, poliuroida dan protein, muatan
negtatifnya berasal dari gugus karboksil ( -COOH) dan fenolik (-OH)
yang dinetralkan dan berionisasi dengan unit – unit pusat dari humus,
nilai KPK sangat besar yaitu 150 – 300 me/100g, demikian juga daya
serap air juga sampai beberapa kali bobot keringnya.
Peranan utama dari koloid tanah adalah sebagai tempat terjadinya
pertukaran ion (kation dan union) yang sangat menentukan penyediaan
hara bagi tanaman.
a. Pertukaran Kation
Muatan negatif dari koloid tanah dinetralkan oleh kation-kation. Jadi
kation ayng dapat ditukarkan dalam miliekuivalen dari tanah kering
oven disebut sebagai Nilai Tukar Kation (NTK) atau Kapasitas Tukar
Kation (KTK), biasanya dinyatakan dalam miliekuivalen (me) per 100
g tanah kering oven (me/100g). KTK adalah kemampuan permukaan
koloid tanah menyerap dan mempertukarkan kation (biasanya Ca, Mg,
K, Na, NH, Al, Fe dan H) yang dinyatakan dalam me/100 g koloid.
Kation valensi 3 lebih kuat terikat daripada kation valensi 2 atau 1.

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

11

b. Pertukaran Anion
Fenomena ini melalui pengamatan anion fosfat yang tidak tercuci dari
tanah, tetapi dapat dikeluarkan melalui ekstrasi dengan bermacammacam garam, asam dan larutanbasa. Di lain pihak anion sulfat yang
terjerap pada oaly 1:1 dan hidroksida dari Fe dan Al dapat diekstrak
dengan larutan kalium fosfat dan kemudian dapat diekstrak dengan air.
Kemungkinan lain adalah akibat timbulnya muatan positif pada
permukaan koloid sebagai hasil protonasi pada perubahan pH tanah.

Al

O

H+H

pH tinggi

OH2+

Al

pH rendah

c. Kejenuhan Basa
Perbandingan antara kation basa ( Ca, Mg, K dan Na) dengan NTK
total dan dinyatakan dalam persen.

Me ( Ca + Mg + K + Na ) / 100g
Kejenuhan Basa (KB) = -------------------------------------- X 100 %
Me NTK total / 100g

d. Kejenuhan Aluminium
Kejenuhan Al terutama untuk menentukan kebutuhan kapur.

Me Al / 100g
Kejenuhan Al = ---------------------------------- X 100 %
Me NTK efektif / 100g

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

12

NTK efektif adalah jumlah kation Ca, Mg, K, Na, Al dan H dalam
me/100g
NTK total adalah nilai NTK dari pengekstrak amonium asetat pH 7
(jumlah kation pada zarah tanah secara keseluruhan.)
4. Pergerakan Hara ke Akar Tanaman
Secara umum pergerakan hara ke akar tanaman adalah melalui :
a. Pertukaran Kontak
Akar tanaman juga mempunyai kapasitas tukar kation seperti tanah.
Kation dari koloid tanah dapat ditukar dengan kation yang dihasilkan
dari akar tanaman, misalnya kation H. Jika terjadi kontak langsung
antara permukaan akar dengan permukaan koloid tanah maka
terjadilah pertukaran kontak.
b. Difusi Ion dalam Larutan Tanah
Pergerakan ion secara difusi terjadi karena adanya gradien difusi atau
akibat adanya perbedaan pergerakan ion.
c. Aliran Masa
Gerakan air secara aliran massa ini terjadi bersama gerakan air ke akar
tanaman terutama disebabkan oleh adanya transpirasi.
5. Serapan Hara oleh Akar Tanaman
Mekanisme serapan hara tanaman adalah melalui pertukaran, difusi dan
dibantu oleh pengangkutan (carrier) atau senyawa metabolisme yang
menarik ion. Ketiga mekanisme ini akan terkait erat dengan adanya ruang
luar atau ruang bebas (outer space) dan ruang dalam (inner space) pada
akar tanaman.
Masuknya ion ke ruang luar akan berlangsung secara difusi dan pertukaran
(pasif), sedangkan ke ruang dalam bergantung pada kegiatan metabolisme
karena memerlukan energi pengangkut ( aktif ).

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

13

III. KEMASAMAN TANAH
Tujuan Umum :
Setelah mempelajari materi kuliah ini mahasiswa dapat menjelaskan secara umum
cakupan tentang ruang lingkup Kemasaman Tanah
Tujuan Khusus :
1. Mahasiswa dapat menjelaskan Pengertian kemasaman tanah
2. Mahasiswa dapat menjelaskan Penentu kemasaman tanah
3. Mahasiswa dapat menjelaskan Kemasaman aktual dan kemasaman potensial
4. Mahasiswa dapat menjelaskan pengertian Sifat sanggahan tanah
5. Mahasiswa dapat menjelaskan Korelasi reaksi tanah
6. Mahasiswa dapat menjelaskan Tanah Garaman (Halomorfik)

Sejumlah proses di dalam tanah dipengaruhi oleh reaksi (pH) tanah antara
lain :
1. Laju dekomposisi mineral tanah dan bahan organik
2. Pembentukan mineral lempung
3. Pertumbuhan tanaman secara langsung (ion H+ meracun tanaman jika dalam
konsentrasi tinggi) dan secara tidak langsung (melalui pengaruhnya terhadap
kelarutan dan ketersediaan hara tanaman)
4. Partikel koloid daspat berkelakuan sebagai asam/basa, misal clay jenuh
hidrogen atau jenuh Al biasanya sebagai suatu asam.
Keadaan masam merupakan hal yang biasa pada tanah-tanah yang berbeda
pada daerah dengan curah hujan yang tinggi, basa-basa mudah tercuci dari
komplek jerapan tanah. Karena hal ini sangat luas maka persoalan kemasaman
jauh melebihi persoalan-persoalan kealkalian. Tanah bereaksi basa merupakan
tanah khas daerah kering dan agak kering. Adanya garam – garam terutama Ca,
Mg dan Na karbonat menyebabkan ion hidroksil (OH -) dijumpai dalam jumlah
banyak dalam larutan tanah. Tanah berada dalam keadaan bereaksi alkalin
terutama jika dijumpai Na karbonat pH bisa 9 atau 10 merupakan hal yang biasa.

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

14

A. Kemasaman Tanah
Adanya curah hujan yang tinggi dan intensitas hancuran tinggi, basa –
basa mineral primer dibebaskan dan tercuci keluar dari profil tanah oleh air
hujan. Suasana kemasaman pada profil tanah suatu saat sangat beragam,
biasanya dibarengi dengan perubahan – perubahan pada parameter tanah yang
lain seperti kadar bahan organik dan kadar clay. Konsentrasi ion H + melebihi
ion OH- dapat mengandung Al, Fe, dan Mn terlarut dalam jumlah banyak. Dua
kation terjerap yaitu Al3+dan H+ merupakan penyebab kemasaman.
1. Tanah Sangat Masam
Dalam keadaan sangat masam banyak Al menjadi larut dan dijumpai
dalam bentuk kation Al dan hidroksi Al, mereka ini akan lebih terjerap dari
pada ion H oleh muatan elektrostatik yang permanen dari mineral clay.
Alumunium yang tejerap berada dalam keseimbangan dengan Al dalam
larutan tanah. Al dalam larutan tanah merupakan penyebab kemasaman
karena cenderung terhidrolisis.
Misel

Al

{tejerap}

Al3+ akan terhidrolisis
{larut}

Al3+

Al {OH}2+ + H+

Ion H+ yang dibebaskan secara demikian penyebab Ph rendah bagi larutan.
Hidrogen terjerap merupakan sumber ion H+yang kedua dalam tanah
sangat masam, sebagian ion H+ bersama ion Fe2+ dan Al3+ terikat secara
kovalen pada bahan organik dan pada pinggiran kristal clay, pada suasana
ini hidrogen terjerap kuat sehingga sedikit pengaruhnya terhadap larutan
tanah.
MISEL
(terjerap)

H

H+
( larut)

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

15

2. Tanah Berkemasaman Sedang
Senyawa Al dan H juga merupakan sumber ion H + pada tanah ini, tetapi
melalui cara lain yaitu Al tidak lagi dijumpai sebagai ion Al3+ tetapi
sebagai berikut :
Al3+ +

OH-

Al(OH)2+

Al(OH)2+ + OH-

Al(OH)2+
(ion hidroksi aluminium)

Al(OH)2+ + H2O

Al(OH)2+ + H+

Al(OH)2+ + H2O

Al(OH)3 + H+

Dengan meningkatnya pH, beberapa H yang diikat kuat melalui ikatan
kovalen oleh bahan organik atau clay menjadi mudah dilepas.
3. Tanah Netral hingga Alkalin
Tidak lagi didominasi oleh ion H atau Al, titik-titik pertukaran dari muatan
permanen diduduki basa – basa dapat ditukarkan. Ion hidroksi aluminium
telah diubah menjadi gibsite melalui reaksi sebagai berikut:
Al (OH)2 + OH-

Al(OH)3
(gibsite tidak larut)

4. Sumber Ion Hidroksil (OH-)
Bila ion H dan AL terjerap pada tanah masam digantikan oleh kation Ca,
Mg dan K maka kepekatan ion H dalam larutan tanah akan berkurang,
sebagai akibatnya jumlah ion OH- naik. Jadi kation-kation basa seolah –
olah menjadi sumber ion OH- yaitu menggantikan ion H+ YANG
TERJERAP. Reaksi alkalin akan diperoleh dari hidrólisis koloid jenuh
dengan kation basa.
MISEL

Ca + H20

Misel

2H + Ca2+ + 2(OH)-

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

16

pH larutan akan Sangat tergantung dari jumlah ion H dan kation lain yang
dijerap. Bila ion H dominan hasilnya reaksi masam, jira kelebihan kation
basa menghasilkan reaksi alkalin.
B. Penentu Kemasaman Tanah
Larutan tanah mengalami gejolak kadar ion H yang berbeda dari waktu
ke waktu. Misalnya pengeringan tanah terutama bila melebihi suhu lapang,
disebabkan perubahan susunan koloid. Pada musim panas pH sering turunj
akibat kegiatan mikrobia, sebaliknya pada musim hujan pH sering naik.
Perbedaan pH akan dijumpai dari satu titik ke titik lain dalam tanah, hal
ini disebabkan karena kegiatan jasad mikro setempat dan penyebaran van
organik yang tidak merata dalam tanah. Di sekitar misel terdapat perbedaanperbedaan yang nyata dalam agihan ion H dan Al. Kation – kation stersebut
berkerumun dekat dengan permukaan koloid (misel). Mereka dijumpai paling
sedikit dalam larutan tanah. Selanjutnya keadaan keseimbangan terjadi antara
ion terjerap dan yang ada dalam larutan tanah.
Nilai pH tanah ditentukan oleh faktor-faktor sebagai berikut :
1. Prosentase Kejenuhan Basa
Yaitu nisbah kation H dan kation Basa yang dijerap pada komplek
koloidal. Prosentase kejenuhan basa rendah berarti reaksi masam dan
mendekati 100 % berarti basa.
2. Sifat Misel (Komplek Pertukaran / Permukaan Koloid)
Pada prosentase kejenuhan basa sama, pH dapat berbeda jika komplek
koloidalnya berbeda. Hal ini disebabkan oleh tingkat disosiasi H yang
dijerap oleh berbagai koloid berbeda. Misalnya H yang dijerap pada
komplek organik mudah berdisosiasi ke dalam larutan tanah daripada
koloidal mineral tanah, sehingga pH tanah organik pada kejenuhan basa
tertentu (sama) lebih rebdah daripada tanah mineral.
3. Macam Kation yang Terjerap
Tanah yang jenuh dengan Na mempunyai nilai pH lebih tinggi daripada
tanah yang jenuh dengan Ca, Mg atau K. ( nilai pH untuk Na > K > Mg >
Ca )

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

17

C. Kemasaman Aktif dan Kemasaman Potensial
Kemasaman aktif adalah kemasaman yang disebabkan oleh ion H+ yang
ada pada larutan tanah, sedangkan kemasaman potensial adalah kemasaman
yang disebabkan oleh ion H+ yang ada pada komplek pertukaran dan yang ada
padalarutan tanah, sehingga secara umum kemasaman aktif < daripada
kemasaman potensial (pH aktual > daripada pH potensial)
MISEL

H+

ion H+ dalam larutan tanah

(pH potensial)

(pH aktual )

Tanah itu masam atau sangat masam dianggap oleh orang bahwa kemasaman
aktifnya sangat tinggi dan berbahaya, padahal bukan demikian tetapi
kebalikannya yaitu kemasaman potensialnya yang sangat tinggi. Bahan
penetral yang diberikan lebuh dari ribuan kali yang diperlukan untuk
menetralkan kemasaman aktif. Jadi kemasaman potensial tanah menyediakan
sejumlah ion H+yang harus dinetralkan sebelum pH tanah tersebut dapat
diubah. Dari contoh perhitungan kasar yaitu :
1. Tanah pasir kemasaman potensial 1000 X kemasaman aktifnya.
2. Tanah clay dan kaya baha organik kemasaman potensial 50.000 X
kemasaman aktifnya.
D. Sifat Sanggahan Tanah
Merupakan ssifat dari tanah untuk menghambat terhadap perubahan pH
yang disebabkan oleh clay dan atau humus.

MISEL

H+

ion H+ dalam larutan tanah

Penambahan kapur akan menetralisir ion hidrogrn yang terdapat dalam
larutan tanah, reaksi tersebut akan ke kanan sehingga banyak ion Hidrogen
masuk larutan tanah, pH hanya naik sedikit dan dapat diabaikan, baru akan
berubah nyata bila cukup kapur ditambahkan untuk ion hidrogen cadangan.

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

18

Penambahan ion H karena jasad mikro, kenaikan pH larutan sementara.
Reaksi di atas akan ke kiri dan lebih banyak ion H terjerap sehingga
penurunan pH yang terjadi kecil.
Makin tinggi KTK tanah (faktor-faktor lain sama) makin besar kapasitas
sanggaannya karena lebih banyak ion H dan kation lain ayng harus
dipertukarkan untuk memberikan pengaruh menaikkan atau menurunkan
prosentase kejenuhan basa. Makin berat tekstur tanah dan makin tinggi bahan
organik suatu tanah dibutuhkan kapur lebih banyak untuk menaikkan pH.
Arti sanggahan bagi suatu tanah antara lain :
1. Stabilitas pH tanah
2. Gejolak pH yang besar / kecil
3. Jumlah usaha perbaikan yang diperlukan.
E. Korelasi Reaksi Tanah
Terdapat korelasi yang nyata antara pH dengan beberapa sifat tanah :
1. Mudah tidaknya Ca dan Mg dipertukarkan
Dengan hilangnya Ca dan Mg dari permukaan jerapan karena pencucian,
akan menyebabkan pH tanah lebih masam, akibatnya daerah basah
terdapat korelasi nyata antara pH dan jumlah kedua basa daspat
dipertukarkan, di daerah kering terdapat hubungan nyata antara pH dengan
Na dapat ditukar.
2. Aluminium dan Unsur Mikro
Pada pH rendah banyak Al, Fe dan Mn larut sehingga meracuni tanaman.
Akan tetapi dengan naiknya pH dan adanya hujan jumlah ion-ion tersebut
delam larutan tanah berkurang.
3. Fosfor Tersedia
Dengan menurunnya

pH

tanah aktivitas Fe, Al dan Mn meningkat,

sehingga fosfor akan diikat sebagai senyawa komplek Fe, Al dan Mn
fosfat yang tidak larut dalam air, fiksasi ini akan lebih hebat bila pH tanah
< 5. Bila pH > 7 fosfor juga tidak tersedia karena banyaknya ion Ca akan
membentuk kalsium fosfor yang tidak larut sehingga serapan dan
penggunaan P oleh tanaman terganggu.

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

19

4. Aktivitas Mikrobia ( Jasad Renik / Mikroorganisme)
Kegiatan jasad hidup dalam tanah sangat dipengaruhi oleh pH, mungkin
disebabkan oleh ion H dan faktor – faktor lain yang dipengaruhi pH.
F. Tanah Garaman (Halomorfik)
Reaksi tanah ini terdapat pada daerah kering, curah hujan biasanya < 500
mm/tahun, tidak adanya pencucian yang intensif menyebabkan jumlah basa
demikian tinggi. Bila drainase tanah di daerah kering terganggu dan
penguapan meningkat, maka garam yang larut dalam air cenderung menimbun
di lapisan atas atau permukaan tanah, disebut ” Halomorfik” yang dapat
diklasifikasikan menjadi Salin, Salin Sodik dan Sodik.
1. Salinisasi
Yaitu proses penimbunan garam yang mudah larut dalam tanah. Garam
mudah larut misalnya : NaCl, Na2SO4, CaCO3, dan atau MgCO3. Tanah
yang terbentuk disebut Tanah Salin atau Tanah Alkali Putih atau
Solonchak.
2. Alkalisasi
Yaitu proses alamiah yang menghasilkan tanah berkadar Na dapat ditukar
dan pH meningkat. Tanah yang terbentuk adalah tanah Salin Sodik.
3. Sodikasi
Yaitu proses peningkatan kejenuhan Na pada komplek pertukaran secara
bertahap. Tanah yang terbentuk disebut Tanah Sodik atau Tanah Solod,
Tanah Solonets atau tanah Alkali Hitam.
Reaksi alkalin yang kuat (pH 10) disebabkan oleh alkalisasi dan hidrolisis
Na+atau senyawa Na2CO3.
Na2CO3 + 2 H2O
Ion

2 Na+ + OH- + H2CO3

OH- yang dihasilkan meningkatkan pH tanah, sedasngkan Na+

menjenuhi komplek pertukaran, pada gilirannya akan mengalami hidrolisis
yang juga akan menymbangkan terhadap peningkatan konsentrasi ion OHdalam tanah.

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

20

MISEL

Na + H2O

MISEL

H + Na+ + OH-

4. Karakteristik kimia tanah salin dan sodik
Laboratorium salinitas AS mengusulkan parameter sebagai berikut :
a. Kadar garam tertukar dengan DHL (Daya Hantar Listrik) dalam satuan
mm hos/cm
b. Kadar Na+ tertukar dengan prosentase natrium dapat ditukar (PNT)

Ion Na+ dapat ditukar
PNT = -------------------------------- X 100 %
Jumlah kation dapat ditukar

5. Tanah Salin
Tanah ini mempunyai kadar garam netral larut dalam air sedemikian rupa
sehingga mengganggu pertumbuhan tanaman.
1. PNT < 15 %
2. pH < 8,5
3. DHL > 4mm ho/cm pada suhu 25 0C
6. Tanah Salin Alkali (Salin Sodik)
Tanah ini mempunyai banyak garam netral larut dalam air dan cukup Na
dapat ditukar sehingga mengganggu pertumbuhan tanaman.
1. PNT > 15 %
2. pH < 8,5
3. DHL > 4 mm ho/cm pada suhu 250C
7. Tanah Sodik
Tanah ini tidak banyak mengandung garam netral, efek buruk terhadap
tanaman semata-mata karena keracunan Na dan Hidroksil.
1. PNT > 15 %
2. pH 8,5 – 10
3. DHL < 4 mm ho//cm pada suhu 250C
IV. PENGAPURAN TANAH MASAM

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

21

Tujuan Umum :
Setelah mempelajari materi kuliah ini mahasiswa dapat menjelaskan secara umum
cakupan tentang ruang lingkup Pengapuran tanah masam
Tujuan Khusus :
1. Mahasiswa dapat menjelaskan Pengertian pengapuran
2. Mahasiswa dapat menjelaskan Tujuan pengapuran
3. Mahasiswa dapat menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi tekanan udara
4. Mahasiswa dapat menjelaskan Bahan dan mutu kapur
5. Mahasiswa dapat menjelaskan Cara penggunaan kapur

Pengapuran adalah suatu teknologi pemberian kapur ke dalam tanah, yang
dimaksudkan untuk memperbaiki kesuburan tanah. Sebelum pengapuran
dilakukan harus diketahui lebih dulu tujuan, cara penentuan kebutuhan bahan dan
mutu kapur yang akan digunakan serta cara-cara penggunaannya.
A. Tujuan Pengapuran
Secara umum tujuan pengapuran adalah untuk memperbaiki sifat-sifat
fisik, kimia dan biologi dari tanah. Di wilayah sub tropik pengapuran sering
bertujuan untuk meningkatkan pH menjadi netral (6,5 – 7,0) , karena pada
kisaran pH tersebut paling cocok untuk ketersediaan unsur hara dan
pertumbuhan tanaman. Untuk daerah tropik tidak bisa demikian, karena
pengapuran untuk mencapau pH tersebut sering terjadi kelebihan kapur (over
liming).
Berkaitan dengan tingginya Al pada tanah masam di daerah tropik maka
pengapuran sebaiknya ditujukan untuk meniadakan pengaruh meracun dari Al
tersebut. Sejalan dengan ini pengapuran juga bertujuan untuk menyediakan
hara Ca bagi tanaman.
B. Cara Penentuan Kebutuhan Kapur

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

22

Kebutuhan kapur dsapat ditentukan dengan beberapa cara yaitu :
1. Metode Schoemaker, Mc Lean dan Pratt ( Metodr SMP)
Metode ini kurang cocok untuk tanah di daerah tropik.
2. Metode Kamprath
Merupakan cara penentuan kebutuhan kapur untuk tanah daerah tropik
berdasarkan Al yang dapat dipertukarkan.
Kebutuhan kapur akan beragam sesuai dengan jenis tanaman, misalnya:
1. Tanaman jagung kejenuhan Al < 44%
2. Kapas dan kedelai kejenuhan Al < 20 %, pemberian kapur 1,5 x Al – dd (1
me Al / 100g = 1,5 me CaCO 3/100g) menyebabkan kejenuhan Al Turun <
15 %.
3. Tanaman peka terhadap Al disarankan pemberian kapur 2,0 x Al – dd (1
me Al / 100g = 2 me CaCO3/100g)
4. Tanaman relatif toleran Al disarankan pemberian kapur 1,0 x Al – dd (1
me Al / 100g = 1 me CaCO3/100g), sehingga kejenuhan Al menjadi < 25%
5. Untuk tanaman umum kejenuhan Al < 30 % 1,.8 {Al3+-30 (Al+Ca+Mg)}
ton/ha CaCO3.
6. Untuk tanaman yang tahan kejenuhan Al < 40% 1,8 {Al3+-40
(AL+Ca+Mg)} ton /ha CaCO3.
C. Bahan dan Mutu Kapur
Bahan kapur yang umum digunakan untuk pertanian adalah :
1. Kapur Oksida (CaO) atau kapur bakar
- merupakan hasil pembakaran batu kapur
- nilai netralisasi 179 % setara CaCO3
- kelemahannya bersifat akuistik dan cepat hilang karena CH menguap
- pencampuran dengan tanah relatid sukar karena membenyuk grabule
2. Kapur Hidroksida (CA(OH)2 atau kapur hidrat atau kapur tembok,
merupakan penambahan air pada kapur bakar, pencampuran dengan tanah
relatif sukar, nilai netralisasi 136%, reaksi dengan tanah cepat.
3. Kapur Karbonat
- dapat berupakalsit (CaCO3) atau dolomit (Ca Mg ( CO3)2)

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

23

- semakin halus, reaksi semakin cepat
- reaksi dengan tanah relative lambat
Mutu kapur yang disarankan adalah :
1. harus mengandung CaCO3 total > 85 % CaO >48 %
2. Tidak boleh mengandung Al2O3 + Fe2O3 > 3%
D. Cara Penggunaan Kapur
1. Saat Mengapur
- musim labuhan / diperkirakan tidak hujan
- untuk tanaman peka, diberikan jauh sebelum tanam ( 2 – 4 minggu )
- pola tanam tunggal bergilir (rotasi tanaman) diberikan sebelum tnm peka
- pola tanam ganda disesuaikan dengan keadaan setempat.
2. Cara Mengapur
Kaidah mengapur yang baik adalah sebar di atas permukaan serata-ratanya
dan diaduk dengan tanah serat-ratanya dan sedalam-dalamnya.
E. Pengaruh Kapur Terhadap Tanah dan Tanaman
1. Pengaruh kapur terhadap tanah yang paling dominan adalah terhadap
kemasaman tanah yang meliputi : pH, Al-dd dan kejenuhan Al.
2. Pengaruh kapur terhadap tanaman adaslah perkembangan tanaman yang
membaik akibat perbaikan beberapa sifat dan ciri tanah sehingga serapan
hara meningkat dan produksi tanaman jauga meningkat.

V. UNSUR HARA ESENSIAL

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

24

Tujuan Umum :
Setelah mempelajari materi kuliah ini mahasiswa dapat menjelaskan secara umum
cakupan tentang ruang unsur hara esensial
Tujuan Khusus :
1. Mahasiswa dapat menjelaskan Kriteria essensialitas
2. Mahasiswa dapat menjelaskan Unsur hara makro dan mikro
3. Mahasiswa dapat menjelaskan Fungsi unsur hara
4. Mahasiswa dapat menjelaskan Gejala defisiensi unsur hara
5. Mahasiswa dapat menjelaskan Kaidah minimum dan saling tindak arah
6. Mahasiswa dapat menjelaskan Istilah-istilah pada unsur hara

A. Kriteria Esensialitas
Unsur hara esensial adalah unsur-unsur yang sangat dibutuhkan leh
makhluk hidup. Kriteria esensialitas unsur hara menurut Arnon ( 1939) dan
Stout (1950) adalah :
1. Tanpa unsur tersebut tanaman tidak bisa menyelesaikan daur hidup (life
cycle), tumbuh berkembang dan sebagainya.
2. Fungsi unsur harus spesifik, tidak daspat diganti oleh unsur lain, misalnya
fungsi P pada ATP tidak bisa diganti unsur lain.
3. Unsur hara harus berperan langsung (direct) dalam pertumbuhan dan
metabolisme tanaman.
Ketiga kriteria tersebut belum memuaskan karena alasan-alasan sebagai
berikut :
1. Tidak mungkin menghilangkan seluruh unsur yang terdapat dalam suatu
medium yang dipakai untuk menguji esensialitas, misalnya nikel (Ni) yang
dibutuhkan tanaman sangat kecil sehingga pengurangan Ni tidak masalah,
kontaminan yang tidak terdeteksi dapat mencukupi tanaman. Esensialitas
dapat dibuktikan tetapi non esensialitas tidak bisa dibuktikan secara
mutlak.

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

25

2. Sebagian organisme tampaknya dapat mensubstitusi suatu unsur sebagai
pengganti unsur yang lain. Contoh: Sronstium (Sr) mengganti Ca,
Vanadium (V) mengganti Mo.
3. Esensialitas tergantung faktor lingkungan. Suatu organisme dapat
membutuhkan suatu unsur bila menggunakan substrat tertentu, tetapi tidak
jika substratnya lain.
Alternatifnya adalah ”Functional Nutrient atau Unsur Hara
Fungsional” yaitu unsur-unsur yang memainkan suatu peranan yang jelas dan
dapat dikenal di dalam metabolisme tanaman, sekalipun unsur-unsur tersebut
belum memenuhi ketiga kriteria ( seluruh ) esensialitas.
B. Unsur Hara Tanaman
Makro (ada 9)
Esensial
Mikro (ada 7)
Unsur hara tanaman
Non Esensial (ada + 44)
[termasuk calon esensial Na, Si (makro) dan Co (mikro)]
1. Unsur Hara Makro
Adalah unsur hara esensial yang dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah
banyak (> 0,1 % bahan kering), satuan selalu dalam persen (%). Termasuk
unsur hara makro adalah C, H, O, N P, K, Ca, Mg, S dan calon (Na,Si).
a. C, H, O sudah tercukupi dari udara (CO2) dan air (H2O) sehingga tidak
lazim dibicarakan sebagai unsur hara.
b. N, P, K merupakan unsur hara makro primer (utama) karena di daslam
tanah relatif sedikit sehingga perlu penambahan dalam jumlah yang
relatif besar.
c. Ca, Mg, S merupakan unsur hara makro sekunder karena di dalam
tanah masih relatif besar kecuali pada tanah masam.

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

26

2. Unsur Hara Mikro
hádala unsur hara esencial yang dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah
relatif sedikit yaitu < 0,01 % atau < 100 ug/g van kering. Dulu dalam ppm
tetapi kurang tepat karena bisa per berat atau per volume, Semarang ug/g
atau ug/ml. Yang termasuk unsur hara mikro hádala Fe, Mn, Zn, Cu, B,
Mo, Cl dan Calon (Co).
C. Fungsi Unsur Hara
Fungsi unsur hara secara umum hádala untuk megetahui :
1. Kriteria ke 2 dan ke 3 esensialitas (spesifik dan langsung)
2. Kemampuan sebagai ”Biochemical Diagnostic Test”, misalnya aktivitas
enzim nitrat reduktase sebagai indikator status mikro organisme (enzim
rendah aktivitasnya rendah), nitrat (NO3) menjadi Asam amino dan
seterusnya.
D. Gejala Defisiensi Unsur Hara
Gejala defisiensi sangat berkait erat dengan fungsi unsur hara pada
tanaman dan sebagai alat bantu dalam diagnostik status hara tanaman
1. Gejala Morfologi (bentuk)
a. memendeknya ruas batang
b. tanaman kerdil
c. rosetting (daun menumpuk)
d. pemendekan dan penebalan akar
e. penyempitan dasunh
2. Gejala Fisiologi (daun, batang, tangkai)
a. Foliar symptoms
b. Klorosis
c. Nekrotis
d. Perubahan warna
Gejala-gejala tersebut dipengaruhi oleh mobilitas hara dalam tanaman
yaitu kemudahan suatu hara bergerak (translokasi = redistributed) dari suatu
organ ke organ lain, misalnya dari daun tua ke muda/pucuk, dari daun ke buah

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

27

dan sebagainya. Unsur yang mobil antara lain N, P, K, Mg, Mo; jika terjadi
defisiensi pada organ tua lebih dulu. Unsur yang imobil Ca, Fe, B, S, Mn,Zn,
Cu,; jika terjadi defisiensi pada organ yang muda dulu.
E. Kaidah Minimum dan Saling Tindak Arah
Di lapangan tanaman bisa mengalami hanya kekurangan 1 macam
masalah (misal N) saja dan juga bisa lebih dari 1 macam unsur misal pada
gambut masalahnya adalah kahat N, P, K, Cu.
1. Hanya 1 Hara yang Kahat (defisiensi)
Tanggapan tanaman terhadap pemberian hara tersebut akan mengikuti
kurva sebagai berikut :”curve tipe metscherlich” dengan mengikuti kaidah
”Low of Deminishing Returns” artinya pemberian hara akan memberikan
keuntungan semakin kecil.
2. Lebih Satu Hara yang Kahat
Diperoleh

interaksi

(saling

tindak),

masing-masing

hara

akan

mempengaruhi respon atau tanggapan terhadap hara yang lain. Pada
kondisi kahat hara lebih dari satu ini akan diperoleh kaidah faktor-faktor
pembatas yaitu :
a. ”Low of Limiting Factors” yang mengatakan efel/pengaruh suatu faktor
paling kecil bila suatu faktor lain masih membatasi pertumbuhan
tanaman (limiting) dan paling besar jika semua faktor ada dalam
pasokan (suplai) optimal.
b. ”Low of the Minimum ” dari Justus Von Liebig, digambarkan pada tong
yang bocor. Pertumbuhan tanaman ditentukan oleh hara yang paling
limiting untuk tumbuh optimal. Misalnya:

Unsur
N
P
K

Jumlah tersedia
dalam tanah
50 unit
10 unit
40 unit

Jumlah yang
dibutuhkan tanaman
100 unit
25 unit
50 unit

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

28

Jumlah tersedia
--------------------------Jumlah kebutuhan

X 100%

N = 50%
P = 40 % (paling limit)
K = 80 %
Implikasinya adalah tangani faktor paling minimum dulu yaitu P baru
kemudian N, kemudian K
F. Istilah – istilah
1. Hara makro

VS

Hara mikro

Macro nutrients

Micro nutrients

Macro elements

Micro elements

2. Hara utama

VS

Hara bukan utama

Mayor nutrients

Minor nurients

(unsur utama pemupukan

(kadang-kadang diberi

misal N, P, K)

kan jumlah kecil)

3. Secondary elements = unsur sekunder
4. Trace elemnets = unsur runutan
Digunakan untuk hara mikro terutama B, Mo
5. Esential elements = Unsur esensial = Nutrient = hara
6. Functional elements = unsur fungsional
7. Benefacial elements = Unsur bermanfaat
Adalah unsur-unsur yang telah ditemukan menstimulir pertumbuhan
tanaman tetapi sejauh ini belum dapat dibuktikan esensialitasnya atau baru
dibuktikan esensial pada kondisi tertentu atau jenis tanaman tertentu.

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

29

VI. UNSUR NITROGEN
Tujuan Umum :
Setelah mempelajari materi kuliah ini mahasiswa dapat menjelaskan secara umum
cakupan tentang Unsur Nitrogen
Tujuan Khusus :

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

30

1. Mahasiswa dapat menjelaskan Pengertian Unsur Nitrogen
2. Mahasiswa dapat menjelaskan Sumber nitrogen tanah
3. Mahasiswa dapat menjelaskan Ketersediaan nitrogen tanah
4. Mahasiswa dapat menjelaskan Peranan agronomi nitrogen
5. Mahasiswa dapat menjelaskan Peredaran nitrogen

Nitrogen merupakan salah satu unsur hara yang sangat penting dapat
disediakan melalui pemupukan. Tanaman menyerap unsur ini terutama dalam
bentuk nitrat (NO3), namun bentuk lain yang juga dapat diserap adalah ammonium
(NH4+) dan CO(N2)2 (urea) dalam bentuk nitrat. Nitrogen yang tersedia bagi
tanaman dapat mempengaruhi pembentukan protein dan juga merupakan bagian
integral dari klorofil.
A. Sumber Nitrogen Tanah
Sumber N primer berasal dari atmosfer dan sekunder dari aktivitas
organisme tanah .
1. Penambatan Nitrogen Simbiosis
a. Simbiosis modul akar tanaman leguminosa dengan bakteri Rhizobium
(aerob)
b. Simbiosis tanaman dengan clostridium (anaerob), ganggang biru,
azotobakter

2. Penambatan Nitrogen Non Simbiosis
a. Fiksasi yang berasal dari gas nitrogen di atmosfer melalui lompatan
listrik kembali ke bumi melalui air hujan
b. Fiksasi N pada proses pembuatan pupuk (industrial)
3. Bahan Organik (BO)

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

31

Nitrogen organik terdapat di dalam protein dan komplek molekul lainnya.
Umumnya sebagai senyawa amina (-NH2) dan senyawa lain terikat dalam
struktur rantai atau cincin dengan carbón ( C )
4. Pupuk Nitrogen
Pupuk nitrogen antara lain :
a. Urea atau CO(N2)2, mengandung 46 % N
b. ZA atau amonium sulfat atau (NH4)2SO2, mengandung 21 % N
c. Amonium nitrat atau NH4NO3
B. Ketersediaan Nitrogen Tanah
1. Faktor-faktor yang Mempengaruhi
a. Iklim dan Vegetasi yaitu temperatus, suplai air, hujan dan jenis tanaman
Temperatur meningkat akan menurunkan N, pada suplai air tertntu N
meningkat; padang rumput N lebih tinggi.
b. Topografi , jika lereng meningkat maka N turun karena banyak tererosi
c. komponen mineral, semakin kasar komponen tanah maka N semakin
rendah
d. Distribusi profil, semakin dalam pada profil tanah maka N semakin
rendah
e. Bahan Induk, tergantung kegiatan manusia (+BO akan meningkatkan N)
2. Bentuk-bentuk N dalam Tanah
1. Bentuk organik antara lain NH 4+, NO3-, NO2- , N2O , NO, unsur N dan
hidroksi amin (NH2OH) yang berasal dari perombakan van organik.
2. Bentuk anorganik yaitu NH4+, NO3-, yang berasal dari pupuk buatan.

3. Keseimbangan N dalam Tanah
a. Penambahan N dalam tanah antara lain melalui mineralisaswi van
organik, residu tanaman, hujan, fiksasi, pemupukan, pengendapan
erosi.

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

32

b. Pengurangan N tanah karena imobilisasi, panen, menguap, tercuci,
tererosi.
C. Peranan Agronomi Nitrogen
Kekurangan Nitrogen dalam tanah merupakan faktor pembatas
pertumbuhan tanaman baik secara kwantitatif maupun kualitatif dari hasil
produksi selanjutnaya.
1. Pengaruh N terhadap pertumbuhan dan Produksi
a. Pembentukan senyawa yang mengandung N misalnya asam amino,
asasm nukleat, enzim – enzim, bahan penyalur energi (klorofil, ADP,
ATP)
b. Pembentukan sel
c. Fotosintesa
2. Gejala Kekurangan Nitrogen
Jika kurang N tanaman akan kurus, kerdil, pucat produksi protein rendah,
pembentukan sel rendash. Kecepatan pertumbuhan tanaman berjalan
secara proporsional dengan suplai N. Defisiensi terjadi pada daun yang
lebih tua dahulu .
3. Kelebihan Nitrogen
Terjadi terutama jika K dan P rendah, suplai air rendah. Gejala kelebihan
N antara lain warna gelap, sukulen, pertumbuhan vegetatif tinggi, mudah
terkena frost.

D. Peredaran Nitrogen

Fiksasi N

Pupuk Buatan

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

33

Non Simbiosis

Simbiosis

Sisa Tnaman dan
Pupuk Alam

BO Tanah

Nitrogen Tanah
Tersedia

Panen

Terlindi

Atmosfer

Tererosi

VII. UNSUR FOSFOR
Tujuan Umum :

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

34

Setelah mempelajari materi kuliah ini mahasiswa dapat menjelaskan secara umum
cakupan tentang ruang lingkup Unsur fosfor
Tujuan Khusus :
1. Mahasiswa dapat menjelaskan pengertian Unsur fosfor
2. Mahasiswa dapat menjelaskan Sumber fosfor tanah
3. Mahasiswa dapat menjelaskan bentuk fosfor tanah
4. Mahasiswa dapat menjelaskan Ketersediaan fosfor tanah
5. Mahasiswa dapat menjelaskan Peranan agronomi fosfor
6. Mahasiswa dapat menjelaskan neraca fosfor
Fosfor biasa disebut sebagai ” Kunci Kehidupan ” karena terlibat langsung
hampir pada seluruh proses kehidupan. Ia merupakan komponen setiap sel hidup
dan cenderung lebih banyak pada biji dan titik tumbuh. Suatu sifat yang penting
pada unsur ini adalah sifatnya yang sangat stabil dalam tanah sehingga kehilangan
akibat pencucian relatif kecil pernah terjadi, karena kelarutan P dalam tanah
rendah (ketersediaan rendah).
Unsur fosfor diserap oleh tanaman dalam bentuk :
1. Ortofosfat primer (H2PO4) pada pH rendah
2. Kemudian ortofosfat sekunder (HPO42-) pada pH tinggi
3. Pirofosfat dan metafosfat yang terdapat pada pupuk P- atau K- metafosfat
4. Fosfat organik yaitu asam nukleat dan fitin hasil degradasi bahan organik.
A. Sumber Fosfor Tanah
1. Sebagian besar berasal dari pelapukan batuan, kerak bumi (mineral-mineral
P). Misalnya apatit pada batuan beku dan sedimen. Pelapukan apatit
menghasilkan ikatan Ca-P, Al-P, Fe-P. Batuaan fosfat dan fiksasi fosfat
sukar dibebaskan. Kurang lebih 3,5 juta fosfat hilang kelaut tiap tahun
sebagai Ca-P yang sukar larut.
2. Guano, merupakan P dari laut yang kembali ke tanah meskipun dalam
jumlah kecil, dilakukan oleh burung laut, manusia dan ikan. Di Indonesia :

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

35

a. Fosfat Guano (fosforit) merupakan kotoran kelelawar pada gua-gua
kapur.
b. Fosfat Insulan (fosforit) kotoran burung di pulau kecil gamping
c. Fosfat Besi (ion fosfat) karena alterasi dari limonit di sumber air panas.
3. Air, pengairan pada lahan kemungkinan juga membawa fosfat
4. Pupuk, pemupukan dengan pupuk yang mengandunhg P misalnya TSP, SP36 dan sebagainya.
B. Bentuk Fosfor Tanah
P tanah dijumpai sebagai ortofosfat, dimana P sebagai pusat dikelilingi
oleh dan terikat pada 4 atom oksigen, P dalam tanah merupakan turunan dari
asam fosfat. Secara garis besar P dalam tanah dibedakan menjadi P orgaink
(bahan organik) dimana 1 atom H atau lebih dari asam fosfat diganti ester; P
anorganik dimana 1-3
Atom H dari asam fosfat diganti kation logam (Fe, Al, Ca, F dan lain –
lain) dalamkeadaan sukar larut. Pada tanah mineral P anorganik > P organik
kecuali pada tanah organik.
1. Fosfor Larutan Tanah
P diserap tanaman dalam jumlah besar dalam bentuk ortofosfat primer dan
sekunder (H2PO4- dan HPO42-) yang terdapat dalam larutan tanah.

Kombinasi
Organik

P dalam
Larutan Tanah

Kombinasi Fe-P,
Al-P, Clay-P

2. Fosfor Anorganik Tanah
a. Pelapukan apatit (fosfat apatit) menjadi fosfor sekunder (gorceixite,
florecencits)
b. Besi fosfat (vivianite) menjadi Fe3(PO4)2 8H2O (reduksi), walvellite
menjadi

Al8(OH)3(PO4)2

5H2O

dan

crandallite

menjadi

CaAl3(PO4)2(OH)6 pada tanah kapur.
c .Tersedia pada kisaran pH 5,5 – 7,0

Buku Ajar “Kesuburan dan Kesehatan Tanah” FP-UTP Surakarta 2007 ……………………..

36

d. Pada tingkat hancuran iklim lanjut bentuk occluded (terselimuti
/tesrkepung) lebih dominan dimana occluded-P > Fe-P > Al-P > Ca-P.
e. Pada tingkat hancuran iklim sedang (moderat) maka Fe-P > occluded-P
> Al-P Ca-P
f. Pada tingkat hancuran iklim rendah maka Ca-P > Al-P > Fe-P >
occluded –P
g. Pada tanah yang didominasi partikel halus (clay) terjadi penumpukan
Al-P dan Fe-P, sedangkan tanah dengan pertikel kasar dalam bentuk
Ca-P,
h. Retensi, fiksasi oleh logam
Penambahan P pada tanah asam, retensi P masih bisa diekstrasi dengan
asam encer sehingga cukup tersedia. Fiksasi P misalnya Al-P, Fe-P
(endaspan atau absorbsi oleh lempung) tidak dapat diekstasi asam encer.
3. Fosfor Organik Tanah
a. Termasuk P organik adalah asam nukleat, fosfolipid, inosital fosfat yang
terdapat dalam jaringan tanaman dan mikro organanisme
b. Mineralisasi P organik menghasilkan nisbah C : N : P – 100 : 10 : 1
untuk bahan organik tanah sangat