ILMU TANAH

NAMA                       : DIAN ANDINI

FAKULTAS              : PERTANIAN

TUGAS                      : ILMU TANAH

PEMBAHASAN       : KIMIA TANAH

BAB 1

PENDAHULUAN

Kimia Tanah adalah semua pristiwa yang bersifat kimia yang terjadi pada tanah, baik pada permukaan maupun di dalamnya. Kimia tanah berhubungan erat dengan kimia koloid, geokimia, kesuburan tanah, mineralogi tanah, atau biokimia   

Tanah tersusun dari  tiga macam fase, setiap reaksi yang terjadi pada salah satu fase akan mempengaruhi  fase lainya . sebagai contoh, reaksi – reaksi  yang terjadi pada bahan padat akan berpengaruh terhadap kualitas udara dan air serta kehidupan biologi tanah. Oleh karena itu,  rentetan reaksi kimia yang terjadi akan menentukan sifat dan ciri tanah yang bersangkutan.

            Kimia tanah mempunyai dua cabang telaah yaitu : cabanag organik (biokimia) dan anorganik. Walaupun cabang organik yang menyangkut reaksi – reaksi  biokimia sangat penting.

            Sir Hugh plat tahun 1540 telah di anggap orang yang pertanama yang telah mengkaji manfaat dari pupuk kandang terhadap produksi tanaman. Garam – garam yang terkandung dalam kotoran ternak itulah yang berperan, tetapi konsep – konsep penting dalam masalah ini belum muncul. Hal ini terutama disebabkan belum di temukan metode –metode analisis kimia yang dapat membuktikan peranan garam – garam tersebut terhadap pertumbuhan tanaman.

            Van Helmont pada tahun 1652 telah mengemukakan kesimpulan dari hasil penelitianya, dia menyatakan bahwa air adalah satu satunya hara dan tanah tidak menyumbangkan apa-apa bagi pertumbuhan tanaman.walaupun kesimpulan hasil penelitian ini salah, namun telah membangkitkan perkembangan – perkembangan baru dalam penelitian yang menyangkut dalam kimia tanah. Karena setelah itu bermunculanlah hasil – hasil penelitian yang sangat mennjang perkembangan pengetahuan ini. Misalnya woodward (1699) melaporkan bahwa semangkin banyak bahan – bahan (hara) yang terlarut dalam media tumbuh, maka perkembangan tanaman akan semangkin baik.way dan lawes (1850) menemukan prinsip pertukaran kation.

            Ion – ion dalam larutan tanah yang menjadi hara tanaman berasal dari :

·         Pelapukan mineral

·         Penguraian bahan organik

·         Air hujan

·         Air irigasi

·         Dan dari pristiwa pertukaran kation dan kompleks jerapan

Tidak semua ion – ion ini dapat diambil tanaman, tetapi mereka dapat pula hilang karena terlindih, diambil mikrobia, dan bersenyawa dengan ion –ion lain yang akan membentuk endapan. Komposisi dan kepekatan unsur – unsur esensial dalam suatu tanah akan berbeda dan beragam dengan tanah lainya, mereka sangat di pengaruhi oleh keadaan lingkungan yang berperan dalam proses pelapukan dan kegiatan biokimia.

            Tanah menyerap hara dari tanah dan mengambilkanya dalam bentuk organik ke permukaan tanah. Kemudian sebagian akan tersedia kembali bagi tanaman setelah terjadi proses mineralisasi. Selain dari itu, hasil proses pelapukan mineral dan bahan organik dan juga yang di bebaskan ke atmosfer dalam bentuk gas, terlindih, dihayutkan ke laut, dan suatu ketika beredar kembali ke tanah.hal ini di kenal sebgai dalur kimia dari unsur – unsur hara tanaman.kecepatan bergerak unsur – unsur kimia dari dalam tanah dihambat oleh mekanisme jerapan tanah,pengendapan, dan penyangga PH. Sampah kota merupakan bahan pencemar lingkungan yang mengandung unsur – unsur kimia. Penyingkiran sampah ini ketempat pembuangan akan memindahkan tempat daur dari unsur – unsur kimia yang di kandungnya. Kalau pada tempat tersebut tidak di tanami atau tidak dijadikan media tumbuh tanaman untuk slamnya. Berarti ion ion yang di hasilkan dari penguraian sampah tidak dapat dimanfaatkan tanaman dan daur ulangnya melalui tanaman terhenti. Jumlah air dalam tanah hanya sebagian kecil dari jumlah air yang ada di bumi sekitar 0,001 – 0,01 %. Jumlah air inilah yang digunakan untuk tanaman, pelapukan bahan induk , pembentukan tanah,  dan media reaksi – reaksi kimia.

            Peranan tanah dalam daur karbon lebih besar dari daur nitrogen, karena C- organik jumlahnya lebih banyak dari N- total. Tanah – tanah yang telah di olah akan kehilangan 1/3-1/2 dari C-organiknya karena kegiatan . Jumlah akumulasi oleh tanah inilah yang kan mempengaruhi kadar  dan susunan gas di atmosfir.

Komposisi dari jumlah kation pada tanaman dan hewan lebih mendekati susunan dan kadar kation – kation dalam tanah dari pada dalam air laut. Oleh karena itu dapat disimpulkan, bahwa kehidupan di permukaan dan dalam tanah lebih aktif dari pada di dalam laut.

PUSTAKA ACUAN BAB 1

·         Bear, F.E.1964. Chemistry of the soil,  ed., Reinhold, New York.

·         Bohn, H.L. , B . L . McNeal, and G.A. O’Connor. 1979 soil Chemistry. Jhon Wiley & Sons, New York.

·         Ermolenko, N.F. 1972. Trance Elements and colloids in soil,  ed. Israeli program for scientific translation, jerusalem.

·         Thomas, G.W. 1977. Historical devaloments in soil chemistry. In ion exchenge. Soil sci. Amer. J., 41:230-237. Medison, wisconsin.

BAB II

PRINSIP – PRINSIP KIMIA DASAR

           

Suatu unsur adalah zat yang terdiri dari atom atom yang memounyai no atom atau muatan nuklir sama. Dalam gas pergerakan atom – atom lebih luas dari pada dalam bahan padat. Atom – atom terdiri dari elektron (-), proton (+) dan neutron (0). Suatu atom yang kehilangan satu atau lebih electron disebut kation atau bermuatan fositif . bila ia kelebihan muatan elektron yang tidak berimbang dengan muatan positif disebut anion atau bermuatan negatif.

            Berat atom bukanlah berat sebenarnya, tetapi adlah berat nisbi yang ditentukan oleh masa isotopnya (satu atom mempunyai beberapa isotop yang berbeda masanya).jumlah masa suatu atom akan menentukan luasnya jangkauan suatu reaksi. Satuan angka dasar yang di pakai untuk mengukur massa atom adalah bilangan advogadro. Satuan yang menyatakan jumlah ion – ion atau melekul – molekul dalam suatu larutan adalah mo;aritas ( M). Sedangkan satuan yang menyatakan jumlah setara dari muatan bahan yang terlarut adalah normalitas ( N). Selain itu ukuran atom juga menentukan kecepatan reaksi. Ukuran atom di tentukan oleh jari- jarinya, adalah jarak terdekat suatu kitaran electron terhadap inti atom. Jari – jaripertukaran kation, hidrasi, lapisan ganda, molekul potensial, disperasi, dan penjojotan kaloid.

            Kemampuan bergabung nya suatu atom dengan atom-atom lainnya ditentukan oleh valensi. Valensi adalah jumlah elektron yang di peroleh, hilang atau terbagi dalam suatu reaksi kimia. Atom-atom yang bereaksi selalu melibatkan sebagai bobot setaranya. Bobot-bobot setara  adalah nisba berat atom dan valensi. Akan tetapi dalam reaksi oksidasi-produksi bobot setara adalah jumlah elektron yang dapat di pindakan dalam reaksi tertentu.

            Suatu atom dapat pecah secara spontan yang mengakibatkan bobotnya menjadi  lebih rendah dan atom tersebut akan dialihkan menjadi atom lain.peristiwa ini disebut radio aktivitas. Setiap atom mempunyai kecepatan luruh tertentu sampai aktivitasdari bahan radioaktif nya hilang. Lama nya waktu yang diperlukan oleh suatu atom untuk hal ini sebut waktu-paruh. Umur paruh dari suatu unsur radioktif  tidak dapat di ubah oleh sarana fisika dan kimia .

PUSTAKA ACUAN BAB II

·         Bohn, H.L.,  B.L.  McNeal,  and  G.A. O’Connar.  1979.soil Chemistry. John Wiley & Sons, New York.

·         Gast,  R.C. 1977.  Surface and Colloid chemistry, In Mineralin Soil Environment Madison, Wisconsin. Soil Sci.Soc. Amer 41(1);  27-73.

·         Weast, R.C.  1972.  Handbook of Chemistry. And physics.The Chemistry Rubber Co., Clevend, Ohio.

BAB III

LARUTAN TANAH

           

Larutan tanah adalah medium reaksi kimia tanah yang merupakan campuran antara ait dan bahan – bahan terlarut,  terdiri dari garam – garam bebas, ion – ion terjerap pada kompeks koloid dan/ atau larutan organik. Larutan tanah berperan sebagai medium hara bagi tanaman.

            Aliran air terjadi di daalam tanah karena adanya perbedaan energi air tanah. Energi potensial, energi listrik serta adanya perbedaan potensial kimia dapat menentukan gerakan air di dalam tanah.

            Potensial air di dalam tanah mempengaruhi keadaan air di dalam jaringan tanaman dan pergerakan di dalam tanaman. Air di dalam jaringan tanaman di pengaruhi gaya adsorptif dan osmotik.

            Perubahan energi berlangsung terus pada reaksi – reaksi kimia yang terjadi di dalam tanah bila keadaan imbang belum tercapai. Bila keadaan imbang telah tercapai, perubahan energi bahan pereaksi sama dengan hasil reaksiii.

            Kekuatan ion berguna untuk membandingkan larutan dari berbagai komposisi larutan kimia di dalam tanah.semangkin tinggi kekuatan ion berarti semangkin rendah aktivitasnya di dalam larutan tanah.

PUSTAKA ACUAN BAB III

·         Brady, N. C. 1984. The nature and properties of soil, ed.  Macmillan, New York.

·         Hiller, O. 1972. Soil and Water. Physical principles and proceses. Academic Press, New York

·         Taylor, S.A. , and G.L. Ashcroft. 1972. Physical Edaphology. Freeman, San francisco, California

·         Taylor, S.A. , and R.O. Slatyer. 1960. Water-Soil-Plant relations terminology. Trans. Intern. Congr. Soil Sci. Seventh, medison, Wisconsin. 1 : 80-90

·          Tan, K.H. 1982. Principles of Soil chemistry. Marcel Dekker, Inc. New York

BAB IV

KIMIA KOLOID TANAH

           

Koloid tanah adalah bagian tanah yang terdiri atas butir – butir yang berukuran sangat halus. Ukran terkecil mungkin mendekati ukuran molekul. Sistem koloidal dapat dibagi dalam dua golongan yaitu liofilik dan liofobik.suatu koloid dikatakan liofobik jika fase dispersinya tidak berinteraksi dengan medium dispersi. Sedangkan suatu koloid liofilik jika keduanya berinteraksi.

            Bahan organik tanah di ketahui terdiri dari :

·         Karbohidrat

·         Asam amino dan protein

·         Lipid

·         Asam nukleat

·         Lignin

·         Humus dan sebagainya

Fraksi humus disebut sebagai bahan humat merupakan hasil akhir dari dekomposisi bahan tetumbuhan dan binatang yang telah mati dalam tanah. Fraksi humat di klasifikasikan dalam asam humat, asam fulvat dan asam humin.

            Kapasitas tukar kation ( KTK ) humus di ketahui  jauh lebih tinggi dari KTK koloid liat tanah dan memegang peranan dalam mempengaruhi sifat – sifat fisika, kimia dan fisiko kimia tanah. Kapasitas pertukaran zat humat terjadi disebabkan terdapatnya proton – proton yang dapat berdisosiasi, yaitu hidrogen dari kelompok – kelompok karboksil aromatik dan karboksil alifatik dan kelompok hidroksil fenolat. KTK asam fulvat lebih besar dari KTK asam humat.

            Fraksi anorganik tanah terdiri dari pecahan batuan dan mineral dengan komposisi dan ukuran yang berbeda – beda. Berlandaskan ukuran, fraksi utama anorganik tanah dibagi atas fraksi pasir (0,05 – 2,00 mm), fraksi debu (0,002 – 0,05 mm) dan fraksi liat (<0,002 mm). Atas dasar penyusunan Si tetraedar  dalam strukturnya , maka di kenal tipe selikat tanah, yakni siklo, ino, iso,filo, soro, dan tekto – silikat. Dari tipe – tipe mineral ini, tipe filo silikat dibahs secara rinci. Liat dibagi dua, yaitu liat silikat dan liat nonsiliakat. Liat silikat contohnya montmorilonit, ilit, haloisit, kaolinit, vermikulit dan lain – lain. Contoh mineral nonsilikat adalah hematit, geotit, ferihidrit, lepidokrosit, magnetit, gibsit, alofan , imogolit, dan lainya.sifat liat silikat dan nonsilikat berbeda dalam hal muatan, KTK, daya mempiksasi p dan lainya. Penyedikan mineral – mineral liat silikat dan nonsilikat dapat dilakukan dengan sinar-X, analisis diferensial ternal, dan sinar inframera sedangkan humat umumnya dilakukan dengan analisis deferensial ternal.

            Kebanyakan reaksi kimia yang di perankan oleh liat pada hakekatnya adalah penomena yang terjadi di permukaan liat, seperti pertukaran kation, penjerapan air, interaksi dengan persenyawaan organik dan lain – lain. Pertukaran liat dapat dibagi atas :

·         Permukaan yng di bentuuk oleh ikatan SI-O-SI dari silika tetraeder

·         Permukaan yang terbentuk dari ikatan O-A1-OH dari Al-tetraeder

·         Permukaan yang terbentuk dari –Si-OH atau –AL-OH dari persenyawaan amorf.

Luas permukaan liat penting diketahui terutama untuk menginterpretasi secara kuantitatif sifat 0 sifat permukaan liat dalam hubunganya dengan sifat – sifat tanah. Luas permukaan dapat di ukur dengan menggunakan mikroskop elektron atau cara lain yang didasarkan pada jerapan perseyawaan – persenyawaan fase gas dan uap.

            Umumnya mineral liat bermuatan negatif. Muatan negatif liat berasal dari subsitusi isomorfik dan disosiasi gugusan hidrokil yang tersambul (expose). Dalam hal pertama sebagai silisium didalam lapisan tetraeder digantikan oleh ion dari ukuran yang sama, biasanya  atau , tanpa merusak struktur kristal. Hal yang kedua terdapatnya gugusan OH di pinggiran kristal liat yang tersambul dapat pula menghasilkan muatan negatif. Pada PH tinggi, H dari gugusan hidroksil akan berdisosiasi sebagian, sehingga permukaan liat bermuatan negatif dari ion oksigen. Kasus yang pertama umum terjadi pada liat tipe 2:1 sedangkan hal yang kedua umunya berlangsung pada liat tipe 1:1.

            Koloid tanah dapat pula bermuatan fositif yang memungkinkan reaksi pertukaran anion dan penting berhubunganya dengan penahanan (retensi ) fosfat. Muatan ini terbentuk oleh peristiwa protonasi atau penambatan ion – ion H kepada gugusan OH. Mekanisme ini tergantung kepada pH dan valensi ion logam. Cara sederhana untuk menentukan apakah koloid tanah bermuatan negatif, nol atau fositif  adalah analisis pH tanah dalam 1 N KCL dan dalam air. Perbedaan antara nilai kedua pH tanah tersebut disebut pH dan penting dalam klasifikasi tanah. Jika nilai pH positif, maka liat bermuatan negatif, sebaliknya jika pH bernilai negatif maka koloid liat bermuatan positif.

            Potensial permukaan adalah potensial elektris yang berkembang diantara permukaan fase padat – cair. Kedua teori yang terakhr mengemukaakan uraian mengenai hubungan antara permukaan koloid yang bermuatan negatif dengan ion lawan (counter-ion) di sekitarnya.ketebalan lapis rangkap akan mempengaruhi potensial zeta.

PUSTAKA ACUAN BAB IV

·         Baver, L.D. 1963. The Effect of organic matter on soil structure. Pontificiae Academiae Scientiarvm Scripta Varia 32 : 383-413

·         Brady, Nyle C. 1974. The Nature and Properties of soils. 8th ed. , Macmillan New York

·         Kononova, M.M 1961. Soil Organic matter, T.Z. Nowakowski and G.A. Greenwood (trans.). pergamon, oxford.

BAB V

PENJERAPAN TANAH

Penjerapan adalah pelekatan suatu zat padat pada permukaan koloid. Gaya yang bekerja di dalam proses penjerapan terdiri dari gaya fisik, elektrolitik, persenyawaan dengan hidrogen ( H sebagai atom pengikat), dan gaya reaksi koordinasi (ikatan kovalen)

            Kurva yang menghubungkan kepekatan adsorbat pada temperatur dan tekanan tertentu disebut isoterm. Kurva jerapan dapat di buat menurut persamaan – persamaan langmuir, freundlich, BET, atau Gibbs.

            Gaya jerapan dan retensi menjadi semakin besar bila lapisan air pada permukaan partikel tanah semakin menipis akibat serapan air oleh akar tanaman. Jerapan air oleh liat silikat berarti air berada di bawah pengaruh medan listrik pada permukan – permukaan liat. Liat dengan permukaan internal luas mampu menjerap air di dalam ruang antar lapisan (relatif statis). Bila air yang di jerap di dalam ruang internal banyak, maka air tersebut memiliki mobilitas tinggi. Air yang terdapat pada ruang internal ini melibatkan kation – kation dengan permukaan liat yang bermuatan negatif.

            Air dapat diikat oleh ikatan hidrogen tunggal dan ikatan jamak(iatan koordinasi).ikatan koordinasi air lebih kuat di pegang oleh bahan organik dibandingkan dengan ikatan tunggal.bila potensial air di dalam sel tanaman sama dengan potensial larutan tanah,berarti keadaan imbang telah tercapai. Penurunan potensial larutan tanah berarti kandungan air menurun, dan hal ini mengakibatkan terjadinya sitoplasmolisis.

            Pada proses penjerapan, molekul organik dapat menggantikan atau digantikan air yang dijerap oleh liat. Ion – ion logam dapat membentuk suatu jembatan antara senyawa organik dan permukaan liat. Peningkatan jerapan dengan rantai organik yang panjang ditimbulkan oleh gaya van der walls dan menjadi lebih sangkil bila ukuran molekul bertambah.

PUSTAKA ACUAN BAB V

·         Bohn, H. L. , B. L. Mcneal, and G. A. O’Connor. 1979. Soil Chemistry. John Wiley & Sons. New York

·         Tan, Kim H. 1982. Principles of soil chemistry. Marcel Dekker, Inc. New York

·         Taylor, S. A., and G. L. Ashcroft. 1972. Physical Edaphology. Freeman, San Francisco, California

BAB VI

PERTUKARAN KATION

            Koloid tanah pada umumnya bermuatan negatif dan dapat menjerap kation – kation pada permukaanya, kemudian disebut misel. Hampir semua kation dapat dijerap oleh misel, tetapi pada keadaan alami yang cukup banyak terjerap adalah

,,,,, dan .

            Kation – kation yang di jerap itu dapat di pertukarkan kembali dan proses ini disebut pertukaran kation. Pertukaran kation merupakan suatu reaksi bolak balik antara kation – kation yang di pertukarkan. Pertukaran kation dapat terjadi antara

·         Kation pada misel dengan kation dalam larutan

·         Kation pada suatu misel dengan kation pada misel lainya

·         Kation – kation dari tempat yang berbeda pada satu misel yang sama

Setiap koloid tanah mempunyai kemampuan yang berbeda dalam menjerap dan mempertukarkan kation. Kemampuan ini sering dinyatakan sebagai kapasitas tukar kation (KTK) tanah. Nilai KTK sangat di pengaruhi oleh

·         Reaksi tanah

·         Tekstur atau jumlah liat

·         Jenis mineral liat

·         Bahan organik

·         Pengapuran dan pemupukan

Kapasitas tukar kation  (KTK) tanah berbanding lurus  dengan pH, kehalusan  tekstur dan jumlah bahan organik.

            Kation mempunyai daya yang berbeda untuk dapat dijerap dan dipertukaran. Jumlah yang dijerap biasnya tidak setara dengan jumlah yang ditukar. Ion bivalen biasanya lebih kuat dipengang dari pada ion monovalen oleh koloid tanah.

            Pertukaran kation juga ditentukn oleh komposisi ion pada kompleks pertukaran. Beberapa persamaan yang dapat digunakan untuk mempelajari masalah komposisi ion dan pertukaran kation di dalam tanah yaitu

·         Persamaan freundlich dan persamaan lengmuir-vageler

·         Persamaan berdasarkan hukum aksi masa yaitu persamaan kerr dan persamaan venselow

·         Persamaan donnan dan persamaan eriksson .

Nisbah kation dalam larutan tanah adalah tetap dan tergantung pada perbandingan kation yang dijerap pada permukaan koloid. Kation  yang telah di jerap tetapi tidak dapat dipertukarkan kembali disebut fiksasi kation. Fenomena ini menjadi penting dalam penyediaan hara untuk tanaman dan juga dalam proses pelindihan hara

PUSTAKA ACUAN BAB VI

·         Supartini, M.S. 1978. Kimia Tanah. Badan pengendali Bimas dan lembaga penelitian Tanah, Bogor, hal 12-21

·         Ameriyck, Y. 1977. General Pedology. ITC. Rijks Univesiteet Ghent, Ghent, hal 40-49

·         Tan, K.H. 1982. Principle of soil Chemistry. Marcel Dekker Inc, New York. Hal 162-171

BAB VII

PERTUKARAN ANION

Jerapan anion oleh koloid tanah dapat dibedakan kedalam

·         Jerapan  negatif

·         Jerapan positif

Jerapan negatif disebut juga sebagai penolakan anion, terjadi pada permukaan koloid yang bermuatan negatif .ada beberapa faktor yang mempengaruhi jerapan negatif yaitu :

·         Muatan dan kepekatan anion

·         Jenis kation yang di pertukarkan

·         Reaksi tanah

·         Adanya anion anion lain

·         Ciri dan muatan permukaan koloid

Jerapan fositif adalah jerapan terhadap anion pada permukaan koloid yang bermuatan positif. Jerapan positif ini akan lebih kuat terhadap anion fosfat jika dibandingkan dengan anion sulfat ataupun khlor. Juga dapat disimpulkan bahwa jerapan ini semakin kuat bila pH tanah makin rendah.

            Pada tanah – tanah yang bereaksi masa dan banyak mengandung ion , dan  dapat dipertukarkan, ion – ion fosfat dapat terjerap. Akan tetapi fosfat ini masih dapat tersedia untuk tanaman dan fenomena ini disebut sebagai retensi fosfat. Hal yang serupa dapat terjadi pada liat jenuh kalsium. Akan tetapi bila terjadi reaksi antara AL,Fe dan Mn hidroksida, liat amorfos ataupun dengan mineral - mineral silikat dengan ion – ion fosfat, maka  bentuk fosfat ini tidak larut dan tidak tersedia bagi tanaman. Fenomena yang demikian disebut sebagai fiksasi fosfat. Suatu perbedaan yang nyata antara retensi dan fiksasi fosfat adalah retensi fosfat dpat terjadi pada pH tanah rendah, sedangkan fiksasi dapat terjadi pada kisaran pH yang lebih besar.

            Ketersedian fosfat dalam tanah sangat rendah, disebabkan oleh kelarutanya sangat rendah, terutama pada pH rendah. Ketersedian ini dapat di duga dengan potensial fosfat. Jika potensial  fosfat rendah menunjukan ketersediaan fosfat untuk tanaman adalah tinggi, demikian juga sebaliknya.

PUSTAKA ACUAN BAB VII

·         Bohn, H.L.; B.L. Mcneal and G.A. O’Connor. 1985. Soil chemistry. John Wiley & Sons, New York, hal 185-194

·         Tan, K.H. 1982. Principles of soil chemistry. Marcel dekker Inc, New York, hal 172-178

BAB VIII

REAKSI TANAH

Reaksi tanah adalah suatu ciri atau parameter yang digunakan untuk menunjukan keadaan masam – basa dalam tanah.reaksi masam – basa suatu tanah sangat mempengaruhi tingkat penguraian mineral dan bahan organik, pembentukan mineral liat, aktivitas jasad renik, ketersediaan hara bagi tanaman, dan secara langsung atau tidak langsung mempengaruhi pertumbuhan tanaman.

            Hingga kini ada tiga konsep untuk mendifinisikan asam – basa yaitu :

·         Asam adalah senyawa yang mengandung hidrogen, yang di dalam larutan menghasilkan ion H, sedangkan basa adalah yang menghasilkan ion OH(arrhenius)

·         Asam adalah senyawa yang dapat menjadi donor proton, sedangkan basa menjadi aseptor proton (bronsted – lowry )

·         Asam adalah senyawa yang dapat menerima sepasang elektron, dan basa adalah senyawa yang dapat memberi sepasang elektron.

Masing – masing konsep cocok untuk kondisi tertentu, tetapi dalam ilmu tanah konsep arrhenius lebih sesuai. Olehh karena itu, reaksi masam – basa tanah ditentukan oleh kekuatan ion H yang di kenal dengan pH, “p” berarti – log, maka pH = - log (), dengan  konstante kemasaman  = PH  .

      Berdasarkan nilai pH, tanah dapat di kelompokan menjadi : sangat masam pH ≤ 4, masam pH 4-5, kemasaman sedang pH 5-6, sedikit masam pH 6-7, netral, sedikit basa pH 7-8, kebasaan sedang pH 8-9, basa pH 9-10, sangat basa pH 10 ke atas. Secara umum tanah masam dicirikan oleh pH < 7, dan tanah basa dengan pH > 7.

      Penyebab utama tanah bereaksi masam adalah curah hujan yang tinggi, sehingga melebihi kebutuhan tanah dan tanaman (evapotranspirasi), terjadi melindih basa – basa. Disamping itu juga dapat disebabkan oleh kondisi mineral pirit ayau sulfida di daerah pasang surut, dan perombakan bahan organik. Salah satu reaksi yanh menonjol pada tanah masam adalah hidroksis aluminium, sehingga meningkatkan kemasaman satu ion  dapat menghasilkan 5 ion  atau sesuai dengan molekul air. Kemasaman tanah ada dua macam yaitu :

·         Potensial yang ditunjukan oleh H pada koloid

·         Dan keduanya berada dalam keadaan seimbang

Masalah tanah masam antara lain : keracunan Al, H, dan Mn; kahat Ca, Mg dan P serta Mo dan menyebabkan pertumbuhan buruk, akhirnya produksi rendah. Masalah tanah masam dapat di perbaiki dengan pemberian kapur setara 1,5 sampai 2,0 x Al-dd, hingga mencapai pH 5,5 sampai 6. Disamping itu supaya mencari varietas – varietas yang toleran masam juga dapat di lakukan.

      Diwilayah kering atau dengan curah hujan < 500 mm/thn, reaksi tanah pada umumnya adalah basa. Penyebab utama timbulnya reaksi basa adalah pemupukan garam pada pemupukan (salinasi), dan penambahan garam Na pada kompleks jerapan, hingga kejenuhanya  meningkat (sodikasi). Disamping itu juga akibat hidrolisis garam – garam tertentu yang menghasilkan OH, sehingga OH meningkatkan/tinggi (alkalinasi).

Tanah basa tidak hanya di tentukan oleh pH, tetapi juga oleh daya hantar listrik (EC) dan kejenuhan Na terhadap kation lain (ESP). Dengan dasar itu terdapat 3 macam tanah basa yaitu :

·         Tanah salin dengan ciri EC > 4 mmho/cm, ESP < 15%, pH 8,5

·         Tanah salin alkali dengan EC >4 mmho/cm, ESP >15%, pH < 8,5

·         Tanah nonsalin alkali dengan EC< 4 mmho/cm, ESP> 15%, pH 8,5-10

Akibat kepekatan garam yag tinggi adalah menurunya ketersedian hara dan terhambatnya pertumbuhan, produksinya pun rendah.

      Penanggulangan tanah salin atau sodik adalah dengan irigasi dengan tujuan untuk melindih garam yang berlebihan hinggga sesuai kehendak tanaman . selain itu penciptaan varietas yang toleran garam adalah salah satu rekayasa yang sangat baik.

PUSTAKA ACUAN BAB VIII

·         Bohn, H. L. , B. L. Mc Neal and G, A. O’connor. 1979. Soil chemistery. John wilay & Sons. New York

·         Lindsay, W. L. 1979. Chemical equilibra in soils. John wiley & sons. New york

·         Taylor, S. A. And G. L. Ashcroft. 1972. Physical ada-phology.freeman. Sanfrancisco calif

BAB IX

KIMIA DALAM PEMBENTUKAN TANAH

Proses hancurnya iklim merupakan kegiatan kimia dan fisika terhadap batuan dan mineral untuk membentuk dan mengembangkan tanah. Kedua proses ini dapat terjadi dalam waktu yang bersamaan pada permukaan, di dalam tanah dan pada bahan induk. Dalam proses kimia kegiatan yang terjadi di permukaan dan dalam tanah disebut pedokimia. Sedangkan yang terjadi pada bahan induk (di bawah solum)disebut geokimia. Pemisahan kedua proses ini di alam sulit dikenal,karena reaksi – reaksi kimia terjadi pada setiap bagian dalam prifil tanah.

            Kecepatan proses hancuran iklim terhadap bahan tanah tergantung pada kemantapan atau kekuatan ikatan atom atau ion yang terdapat dalam mineral.terdapat empat tipe utama ikatan atom – atom penyusun mineral yaitu ionik, homopolar, logam dan ikatan van der weals. Struktur mineral dapat dijelaskan dengan nomor koordinasi adalah jumlah ion – ion disekeliling kation, ia tergantung pada ukuran ion. Susunan empat anion yang mengelilingi kation disebut koordinasi empat bidang yang struktur kristalnya dalam mineral dinamakan tetraeder, sedangkan struktur enam bidang dinamakan okteader .

            Ikatan atom dalam mineral tanah umumnya berciri ionik, maka struktur kristalnya mengikuti hukum pauling (1929). Penerapan hukum ini pada mineral tanah menghasilkan penyusunan muatan sebagai berikut, mineral tanah umumnya mengandung oksida – oksida, sejumlah atom O berada di sekeliling kation yang dianggap sebagai nomor koordinasi. Kekuatan ikatan terbagi rata diantara ikatan – ikatan pada tetraeder, yang akan menghasilkan struktur dasar mineral silikat. Pada oktaeder kekuatan ikatan adalah seperdua, karena setiap ion  dikelilingi oleh 6 atom oksigen dan setiap atom oksigen yang ditimbulkan oleh setiap  kekuatan ikatan adalah 3/6

            Kecepatan hancuran iklim mineral akan meningkat dengan semangkin banyaknya kation basa, sebaliknya mineral akan semangkin tahan jika kadar selikat meningkat. Selain itu kecepatan hancuran iklim juga dipengaruhi oleh kedudukan ion – ion dalam struktur mineral. Sebagai contoh, tetraeder dari Ca-feldspat mengandung seperdua  dan seperdua  . pada suhu kamar ,  lebih mantap bila oktaeder dikelilingi oleh oksigen. Ia akan kehilangan muatan bila  diganti , mengikat  akan memperlemah struktur feldspat berarti lebih peka terhadap proses perontokan.

Berdasarkan bentuk struktur   yang bergabung, mineral selikat dapat dibedakan dalam lima kelompok yaitu : neso, soro, filo, ino, dan tekto silikat. Semangkin banyak jumlah ikatan Si-O yang berhubungan akan semangkin besar pula jumlah Si-tetraeder yang mengalami pembagian oksigen. Hal ini berarti akan semakin resisten mineral tersebut terhadap hancuran iklim. Urutan resistensi kelima golongan mineral tersebut adalah : nesosilikat < inosilikat (rantai tunggal ) <inosilikat ( rantai rangkap dua ) < filosilikat < tektosilikat. Berarti golongan tektosilikat yang paling mantap atau teresisten terhadap perombakan oleh proses hancuran iklim.

Faktor lain yang berpengaruh dalam proses hancuran iklim adalah bahan organik, bahkan kadang – kadang lebih penting daripada reaksi – reaksi kimia secara tersendiri. Proses dekomposisi bahan organik antara lain akan menghasilkan asam humat dan asam fulvat yang dapat bereaksi dengan ion – ion logam membentuk senyawa kompleks yang disebut khelat. Proses ini dapat mempercepat dekomposisi bahan organik dan meningkatkan aktivitas hancuran iklim batuan atau mineral tanah.

Prosespembentukan dan perkembangan tanah merupakan kegiatan yang rumit, menyangkut berbagai proses misalnya, proses fisika, kimia, biologi, dan biokimia. Tanah di bentuk oleh interaksi dari penambahan bahan organik dan bahan an-organik pada permukaan tanah, transportasi senyawa – senyawa lapisan lebih dalam, pengangkutan secra vertikal dari bahan dalam tanah, dan hilang atau terangkutnya komponen tanah ke tempat lain. Proses – proses utama yang berperan adalah desilikasi, transportasi liat, besi dan aluminium.

PUSTAKA ACUAN BAB IX

·         Berry, L. C. And B. Mason. 1959. Mineralogy. W.H. Freeman Co. San Francisco

·         Birkeland,  p.w. 1974. Pedology, weathering, and Geomorphological research. Oxford Univ. Press, New York

·         Bohn, M.L., B. L. Mcneal, and G.A. o’Condor. 1979. Soil chemistry. John Wiley & Sons, New York

·         Evans, R.C. 1939. An introduction to Crystal Chemistry. Cambrigde univ. Press, london

·         Jackson, M. L. And G.D. Sherman. 1953. Chemical Weathering of minerals in soils. Adv. Agronomy 5: 219-318

BAB X

REAKSI OKSIDASI DAN REDUKSI DALAM TANAH

Oksidasi adlah proses dimana suatu persenyawaan kimia atau substansi, atom atau redikal kehilangan elektron, sedangkan reduksi adalah kebalikannya. Proses – proses oksidasi dan reduksi merupakan proses yang berkesinambungan dalam tanah dan hal ini donor elektron mengalami oksidasi sedangkan akseptor elektron mengalami reduksi.

Tanah bersuasana oksidasi umumnya memiliki nilai potensial redoks lebih besar dari 400 mV, sedangkan tanah bersuasana reduksi biasanya mempunyai nilai EH kecil dari 100 mV. Potensial redoks (Eh)menyatakan keadaan oksidasi – reduksi yang berlangsung dalam sistem tanah atau menyatakan ketersedian elektron dalam tanah. Jika tanah digenangi, maka Eh turun secara tajam, kemudian naik sedikit dan setelah itu mantap. Penurunan Eh disusul dengan terjadinya peningkatan kepekatan unsur mikro seperti Fe dan Mn meningkatnya pH tanah asam dan menurunya pH tanah basa ke sekitar nilai netral. Penggenangan diketahui meningkatkan pula kepekatan p-tersedian dalam larutan tanah, merosotnya kepekatan oksigen, terjadinya peningkatan kepekatan asam – asam organik mau pun gas – gas.

PUSTAKA ACUAN BAB X

·         Bohn, H.L. 1971. Redox potentials. Soil science, 122 : 38-42

·         Ponnamperuma, F.N . 1972. The chemistry of submerged soils.adv. in Agron. 24 : 29 – 96

·         Jeffery, J.W.O. 1960. Iron and the Eh of waterlogged soils with particular reference to paddy. J. Soil Sci. 11 :140 - 148

BAB XI

INTERAKSI LOGAM, LIAT, DAN BAHAN ORGANIK

Pembentukan senyawa kompleks adalah reaksi ion logam dengan ligand melalui kerjasama pasangan elektron. Ion logam bertindak sebagai penerima pasangan elektron,sedangkan ligand adalah donor pasangan elektron. Ion logam bertindak sebagai ion pusat, sementara ion – ion organik berkoordinasi disekelilingnya.contoh ion logam itu antara lain adalah ,,,, dan .ligan dapat saja anion atau molekul netral seperti .

Beberapa persenyawaan organik yang dapat membentuk persenyawaan kompleks dengan ion – ion logam adalah asam humat dan asam fulvat (FA). Kelarutan kompleks logam asam di tentukan oleh nilai konstante kemantapan. Kompleks Cu-asam fulfat di ketahui lebih sukar larut di bandingkan dengan Zn-FA atau Mg-FA. Tingkat kelarutan yang tersebar dicapai oleh Mg-FA

Kompleks formasi telah diselidiki dapat pula berlangsung antara persenyawaan – persenyawaan organik bersifat amfoter dengan liat tanah.terdapatnya gugusan karbosil dan gugusan amino di dalam molekul – molekul persenyawaan organik itu memungkinkan mereka mampu bertingkah sebagai kation, anion atau zwitterion.jika tanah bereaksi asam, maka asam – asam amino biasanya bermuatan positif  dalam bentuk seperti ini kation asam amino dapat ditarik oleh permukaan liat dengan pertukaran kation. Jika pH tanah mendekati titik iso-elektris maka asam amino bersifat berkurub dua dan bertingka sebagai zwitterion. Hadir sebagai zwitterion, maka asam amino akaan berinteraksi melalui reaksi – reaksi ion berkutub dua.kutub positif ( ) dapat ditarik langsung ke perukaan liat yang bermuatan negatif , sedangkan kutub negatif dari asam amino (co) dapat pula berinteraksi dengan kation – kation logam yang teradsorpsi di permukaan liat. Sebaliknya jika pH tanah di ats titik iso-elektris maka asam amino bermuatan negatif dan bersifat anion, namun bentuk anion seperti ini di anggap kurang penting dibandingkan dengan bentuk kation dan zwitterionya.

Senyawa kompleks dan khelasi memegang peranan penting dalam memperbaiki kesuburan tanah. Adanya proses khelasi maupun formasi kompleks dalam tanah censerung mempercepat pembebasan unsur hara serta mampu mengurangi pengaruh meracun dari beberapa unsur dengan mengadakan proses khelasi. Pengaruh buruk terhadap fiksasi P dan K dalam tanah telah di ketahui dapat pula di kurangi dengan adanya formasi kompleks dengan ligand organik.

Asam humat dan asam fulfat diketahui pula dapat membebaskan k yang terfiksasi dalam ruang antar miksel dari liat. Persenyawaan – persenyawaan humat juga sangkil mengikat unsur – unsur mikro seperti Fe,Cu,Zn dan Mn dengan menambahkan humas ke dalam tanah masam,sebagian besar hara mikro yang banyak terdapat dalam larutan tanah dan sebagian unsur tukar diikat melalui senyawa kompleks dengan persenyawaan – persenyawaan humat. Pada waktu – waktu tertentu unsur mikro yang terdapat dalam senyawa kompleks dapat dilepaskan kembali kedalam larutan tanah sehingga dapat diserap akar.dengan cara ini khelat bertindak sebagai bahan pengatur kepekatan unsur tersedia dalam tanah.

PUSTAKA ACUAN BAB XI

·         Tan, K.H. 1978. Effect of humic and vulvic acids on release of fixed potassium. Geoderma 21 : 67-74

·         Tan, K.H. 1982. Principles of soil chemistry. Marcel dekker inc. New York and Basel. 267 halaman

·         Theng, B.K.G. 1972. Formation, proparties, and practical application of clay-organic complexes. J. Royal Soc. New Zealand, 2 :437 – 457