Kamis, 19 April 2012

TANAH SAWAH DAN TANAH SULFAT MASAM




TANAH SAWAH
Tanah sawah adalah suatu keadaan di mana tanah yang digunakan sebagai areal pertanaman selalu dalam kondisi tergenang. Penggenangan yang dilakukan pada tanah sawah ini akan mengakibatkan terjadinya beberapa perubahan sifat kimia
Beberapa perubahan kimia yang terjadi pada tanah sawah yang tergenang adalah :
1. perubahan pH,
2. perubahan N, P, S, Si,
3. perubahan Fe dan Mn,
4. perubahan Ca, Mg dan K, serta
5. perubahan Cu, Zn dan Mo.

Perubahan pH
1.    Pada kebanyakan tanah, setelah penggenangan pH akan mendekati netral (6,5-7,5).
2.    Penyanggaan pH pada tanah tergenang berhubungan dengan sistem redoks dari Fe dan Mn, serta H2CO3.
3.     Pada tanah alkalin, pH akan menurun dengan adanya penggenangan, karena dekomposisi bahan organik oleh mikrobia akan menghasilkan CO2 yang dengan air akan membentuk asam karbonat.
4.    Asam karbonat yang terbentuk akan terdisosiasi menjadi HCO3 - dan H+.
CO2 + H2O          H2CO3         HCO3 - + H+

5.    Pada tanah masam penggenangan akan meningkatkan pH tanah, karena adanya senyawa-senyawa yang direduksi dan menghasilkan OH-, misalnya reduksi Fe(OH)3. Reaksi :
Fe(OH)3         Fe(OH)2 + OH
Fe(III)              Fe(II)

Perubahan Nitrogen
1.     Nitrogen dalam tanah sebagian besar berbentuk N-anorganik (yang terpenting NH4 + dan NO3 -).
2.    Pada tanah tergenang NO3 – merupakan bentuk yang paling stabil (semua reaksi N
mengarah ke produksi NO3 - ).

Reaksi N pada tanah tergenang dapat
dijelaskan sebagai berikut :
1.     Bahan organik dalam lapisan anaerobik akan dimineralisasi menjadi NH4 +, karena tidak ada oksigen, maka aktivitas bakteri untuk mengubah NH4 + menjadi nitrit dan nitrat terhenti.
2.     NH4+ tersebut akan terdifusi ke lapisan atas + (lapisan aerobik), dan akan diubah menjadi NO2 - oleh bakteri nitrosomonas, selanjutnya menjadi NO3 - oleh nitrobakter.
3.     NO3 - yang terbentuk akan terdifusi ke lapisan anaerobik (bawah) dan selanjutnya akan

Perubahan P dan Si
1.     Pada tanah tergenang meningkatnya kelarutan Fe dalam tanah akan berpengaruh pada kelarutan / ketersediaan P.
2.     Dimana reduksi Fe3+ menjadi Fe2+ akan diikuti pelepasan P ke larutan tanah.
3.     Naiknya pH tanah masam dengan penggenangan akan meningkatkan kelarutan Fe3+-P dan Al-P, serta menurunkan kelarutan Ca-P.
4.     Konsentrasi Si pada tanah tergenang akan meningkat pada awal penggenangan, dan selanjutnya menurun, dan setelah beberapa bulan konsentrasi Si dapat lebih rendah dari semula.
5.     Pada awal konsentrasi Si meningkat karena pelepasan Si terjerap dan tersekap oleh hidroksida Fe dan Al, juga karena reduksi Fe3+ yang menjerap Si.
6.    Sedangkan konsentrasi Si akan menurun karena dapat bereaksi dengan aluminosilikat.

Perubahan Sulfur
1.     Pada tanah yang digenangi maka suplai O2 akan menurun, dan terjadi aktivitas mikroorganisme untuk mereduksi SO42- menjadi H2S.
2.     Reduksi Fe3+ menjadi Fe2+ pada tanah tergenang mendorong terjadinya reduksi SO4 2- karena Fe2+ selalu terdapat pada larutan tanah saat H2S terbentuk, sehingga H2S akan di ubah menjadi FeS yang tidak larut.
3.    Pada tanah netral / alkali, maka konsentrasi SO4 2- 1500 pem, akan menurun dan menjadi 0 ppm setelah 6 minggu penggenangan.
4.     Pada tanah masam, awalnya terlihat bahwa SO4 2- larut air meingkat lalu akan menurun dalam beberapa bulan.
5.     Meningkatnya konsentrasi SO4 2- di awal karena mengikuti naiknya pH tanah, yaitu pelepasan SO4 2- yang terikat oleh lempung dan hidrousoksida Fe dan Al.

Perubahan Fe dan Mn
1.    Penggenangan tanah akan diikuti reduksi Fe(III) oksida terhidrat menjadi senyawa Fe(II) sehingga warna tanah berubah dari coklat menjadi abu-abu, dan sebagian besar Fe(II) masuk ke fase larutan.
2.     Konsentrasi Fe(II) dalam tanah tergenang tergantung dari kandungan Fe(III) oksida terhidrat dan pH tanah.
3.     Penggenangan tanah akan menyebabkan O2 berkurang dan senyawa-senyawa Mn tak larut (Mn4+) direduksi menjadi Mn2+ larut, Mn2+ dapat berada di larutan tanah, atau di komplek pertukaran (tanah masam/agak masam).
4.     Pada tanah tergenang (pH 6,5-7,5) , maka Mn2+ juga dapat mengendap sebagai MnCO3 atau sebagai oksida dan hidroksida-Mn, sehingga terjadi penurunan kelarutan Mn setelah meningkat di awal penggenangan.

Perubahan Ca, Mg dan K
1.     Kation-kation Ca, Mg dan K tidak langsung dapat di pengaruhi oleh penggenangan / potensial redoks, karena ion-ion tersebut telah berada pada bentuk tereduksi. K+.H2O KOH + H+2
2.     Tetapi banyaknya kation-kation Fe2+, NH4+ dan Mn2+ yang di lepaskan karena penggenangan dapat mengganti Ca, Mg dan K dari sisi pertukaran dan membuat ion-ion tersebut rentan terhadap pelindian.

Perubahan Cu, Zn dan Mo
1.     Penggenangan pada tanah masam akan di ikuti meningkatnya pH tanah.
2.     pH tanah yang meningkat tersebut akan menyebabkan konsentrasi Zn dan Cu larut air menurun, sedangkan konsentrasi Mo larut air akan meningkat.

TANAH SULFAT MASAM
Bahan sulfidik (pirit) merupakan hasil endapan marin. pirit terbentuk melalui serangkaian proses kimia, geokimia, dan biokimia secara bertahap. Ion-ion sulfat yang banyak terkandung dalam air laut oleh ayunan pasang diendapkan pada dataran-dataran pantai dan sebagian menjorok memasuki mintakat pasang surut. Besi yang merupakan penyusun mineral silikat dalam bahan induk tanah bersenyawa dengan sulfat. Pada dasarnya, persenyawaan antara sulfat dengan besi inilah yang membentuk pirit (Noor, 2004). Pembentukan pirit dipengaruhi oleh banyak faktor, antara lain (1) tingginya kandungan bahan organik, (2) suasana yang anaerob, (3) jumlah sulfat terlarut, da, (4) kadar besi terlarut (Dent, 1986).
Pada tanah-tanah mineral rawa sering terjadi keracunan, antara lain oleh alumunium (Al), besi (Fe3+), sulfida (H2S), karbondioksida (CO2), dan asam-asam organik yang tinggi. Kadar Al pada tanah mineral rawa berkaitan dengan oksidasi pirit. Suasana yang sangat masam mempercepat pelapukan mineral alumino-silikat akibat perusakan kisi dari mineral tipe 2:2 (seperti monmorilonit) menjadi mineral tipe 1:1 (kaolinit) dengan membebaskan dan melarutkan Al yang lebih banyak (Notohadikusumo, 2000).
Menurut klasifikasi tanah Badan Makanan dan Pertanian Dunia (FAO – Unesco, 1994), tanah sulfat masam dibagi menjadi tiga jenis yaitu Thionic Fluvisol, Thionic Gleysol, dan Thionic Histosol. Istilah fluvi (fluviatil) menunjukkan arti sebagai hasil endapan (marin), gley menunjukkan kadar lempung yang tinggi, sedangkan histo menunjukkan adanya lapisan gambut diatas permukaan.
Tanah sulfat masam ditandai warna tanah yang kelabu, bersifat mentah, dan kemasaman sedang sampat tinggi (Breemen dan Pons, 1978). Identifikasi dan mengenal tanah sulfat masam dapat dilakukan di lapangan secara cepat, mudah dan sederhana (Notohadiprawiro, 1985).
Warna matriks tanah pada lahan sulfat masam umumnya cokelat gelap untuk lapisan atas dan abu-abu (grey) untuk lapisan bawah yang menunjukkan adanya pirit. Warna coklat gelap menunjukkan tingginya kadar bahan organik, sedangkan warna abu-abu mencerminkan tingginya kadar mineral kaolinit (Breemen, 1982). Warna matriks tanah sulfat masam mempunyai hubungan dengan ada tidaknya pirit. Warna abu-abu gelap kehijauan (5Y 4/1) menunjukkan adanya pirit dan warna semakin gelap menunjukkan kadar pirit yang semakin tinggi (Noor, 2004).

Asam Sulfat terbentuk dari proses oksidasi pirit (Fe S2)
Tanah Sulfat Masam terdapat pada lingkungan :
  • Fisiografi
  • Vegetasi
  • Iklim
  • Fauna

Faktor yang menentukan kemasaman pada tanah sulfat masam
Keasaman tanah ditentukan oleh kadar atau kepekatan ion hidrogen di dalarn tanah tersebut. Bila kepekatan ion hidrogen di dalam tanah terlalu tinggi maka tanah akan bereaksi asam. Sebaliknya, bila kepekatan ion hidrogen terIalu rendah maka tanah akan bereaksi basa. Pada kondisi ini kadar kation OH‑ lebih tinggi dari ion H+.
Tanah masam adalah tanah dengan pH rendah karena kandungan H+ yang tinggi. Pada tanah masam lahan kering banyak ditemukan ion Al3+ yang bersifat masam karena dengan air ion tersebut dapat menghasilkan H+. Dalarn keadaan tertentu, yaitu apabila tercapai kcjenuhan ion Al3+ tertentu, terdapat juga ion Al-hidroksida dengan cara sebagai berikut : Al3+ + 3H2O ----- Al(OH)2+ + H+Al3+ + OH- ----- Al(OH)2+ dengan demikian dapat menimbulkan variasi kemasaman tanah.
Di daerah rawa‑tawa, tanah masam umumnya disebabkan oleh kandungan asam sulfat yang tinggi. Di daerah ini sering ditemukan tanah sulfat masam karena mengandung, lapisan cat clay yang menjadi sangat masarn bila rawa dikeringkan akibat sulfida menjadi sulfat. Kebanyakan partikel lempung berinteraksi dengan ion H+. Lempung jenuh hidrogen mengalami dekomposisi spontan. Ion hidrogen menerobos lapisan oktahedral dan menggantikan atom Al. Aluminium yang dilepaskan kemudian dijerap oleh kompleks lempung dan suatu kompleks lempung-Al‑H terbentuk dengan cepat ion. Al3+ dapat terhidrolisis dan menghasilkan ion H+:H lempung - Al3+ + 3H2O ---- Al(OH)3 + H-- lempung - = H+H
Reaksi tersebut menyumbang pada peningkatan konsentrasi ion H+ dalam tanah.
Sumber keasaman atau yang berperan dalam menentukan keasaman pada tanah gambut adalah pirit (senyawa sulfur) dan asam‑asam organik. Tingkat keasaman gambut mempunyai kisaran yang sangat lebar. Keasaman tanah gambut cendrung semakin tinggi jika gambut semakin tebal. Asam‑asam organik yang tanah gambut terdiri dari atas asam humat, asam fulvat, dan asam humin. Pengaruh pirit yaitu pada oksida pirit yang akan menimbulkan keasaman tanah hingga mencapai pH 2 ‑ 3. Pada keadaan ini hampir tidak ada tanaman budidaya yang dapat tumbuh baik. Selain menjadi penghambat pertumbuhan tanaman, pirit menyebabkan terjadinya karatan (corrosion) sehingga mempercepat kerusakan alat‑alat pertanian yang terbuat dari logam.

Sifat Kemasaman Tanah
Terdapat dua jenis reaksi tanah atau kemasaman tanah, yakni kernasaman (reaksi tanah) aktif dan potensial. Reaksi tanah aktif ialah yang diukurnya konsentrasi hidrogen yang terdapat bebas dalam larutan tanah. Reaksi tanah inilah yang diukur pada pemakaiannya sehari‑hari. Reaksi tanah potensial ialah banyaknya kadar hidrogen dapat tukar baik yang terjerap oleh kompleks koloid tanah maupun yang terdapat dalam larutan.
Sejumlah senyawa menyumbang pada pengembangan reaksi tanah yang asam atau basa. Asam‑asam organik dan anorganik, yang dihasilkan oleh penguraian bahan organik tanah , merupakan konstituen tanah yang umum dapat mempengaruhi kemasaman tanah. Respirasi akar tanaman menghasilkan C02 yang akan membentuk H2CO3 dalam air. Air merupakan sumber lain dari sejumlah kecil ion H+. Suatu bagian yang besar dari ion‑ion H+ yang dapat dipertukarkan H H---Lempung = H+H
Ion‑ion H+ tertukarkan tersebut berdisosiasi menjadi ion‑ion H+ bebas. Dcrajat ionisasi dan disosiasi ke dalam larutan tanah menentukan khuluk kemasaman tanah. Ion‑ion H+ yang dapat dipertukarkan merupakan penyebab terbentuknya kemasaman tanah potensial atau cadangan. Besaran dari kemasaman potensial ini dapat ditentukan dengan titrasi tanah. Ion‑ion H+ bebas menciptakan kemasaman aktif. Kemasaman aktif diukur dan dinyatakan sebagai pH tanah. Tipe kemasaman inilah yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman.

Menentukan Kemasaman Tanah
Ada beberapa alat ukur reaksi tanah yang dapat digunakan. Alat yang murah ialah kertas lakmus yang bentuknya berupa gulungan kertas kecil memanjang. Alat lain yang harganya sedikit mahal tetapi dapat dipakai berulang kali dengan hasil pengukuran lebih terjamin adalah pH tester dan soil tester.
Pemakaian kertas lakmus sangat mudah, caranya yaitu : mengambil tanah lapisan dalam, lalu larutkan dengan air murni (aquadest) dalam wadah. Biarkan tanahnya terendam di dasar wadah sehingga airnya menjadi bening kembali. Setelah bening, air tersebut dipindahkan ke wadah lain secara hati‑hati agar tidak keruh. Selanjutnya, ambil sedikit kertas lakmus dan celupkan ka dalam air tersebut. Dalam beberapa saat kertas lakmus akan berubah warna. Cocokan warna pada kertas lakmus dengan skala yang ada pada kemasan kertas lakmus. Skala tersebut telah dilengkapi dengan angka pH masing‑masing Warna. Angka pH tanah tersebut adalah angka dari warna pada kemasan yang cocok dengan warna kertas lakmus Misalnya, angka yang cocok adalah 6 maka pH‑nya 6.
Pemakaian soil tester untuk mendapat pH tanah agak berbeda dengan kertas lakmus. Bentuknya seperti pahat dan berukuran pendek. Oleh karena berbentuk padatan, ada bagian yang runcing. Bagian runcing inilah yang ditancapkan ke tanah hingga pada batas yang dianjurkan. Setelah ditancapkan, sekitar tiga menit kernudian jarum skala yang terletak di bagian atas alat ini akan bergerak. Angka yang ditunjukkan jarum tersebut merupakan pH dari tanah tersebut.
Pemakaian pH tester lebih sederhana dan soil tester penggunaannya untuk megukur nilai pH tanah di lahan yang tidak terlalu luas, sekitar 1‑2 ha. Walaupun demikian, alat ini masih bisa diandalkan. Bagian yang menunjukkan angka pH berbentuk kotak dengan jarum penunjuk angka. Bagian kotak tersebut dihubungkan dengan besi sepanjang 25 cm yang ujungnya runcing dan dilapisi logam elektroda. Besi inilah vang ditancapkan ke tanah. Jumlah besi bisa 1‑2 buah.
Penetapan pH tanah sekarang ini dilakukan dengan elektroda kaca. Elektroda ini terdiri dari suatu bola kaca tipis yang berisi HCL. encer, dan di dalamnya disisipkan kawat Ag‑AgCl, yang berfungsi sebagai elektrodanya dengan tegangan (voltase) tetap. Pada waktu bola kaca tersebut itu dicelupkan ke dalam suatu larutan, timbul suatu perbedaan antara larutan di dalam bola dan larutan tanah di luar bola kaca. Sebelum pengukuran pH dilakukan, kedua elektroda pertama‑tama harus dimasukkan ke dalam suatu larutan yang diketahui pH‑nya (misalnya konsentrasi ion H+ = 1 g/L). Kegiatan ini disebut pembakuan elektroda dan petunjuk pH (pH meter).
Dalam pengukuran pH, elektroda acuan dan elektroda indikator dicelupkan ke dalam suspensi tanah yang heterogen yang terdiri atas partikel‑partikel padat terdispersi dalam suatu larutan aquadest. Jika partikel‑partikel padat dibiarkan mengendap, pH dapat diukur dalam cairan supernatant atau dalam endapan (sedimen). Penempatan pasangan elektroda dalam supernatant biasanya memberikan bacaan pH yang lebih tinggi dari pada penempatan dalam sedimen. Perbedaan dalam bacaan pH ini disebut pengaruh suspensi. Pengadukan suspensi tanah sebelum pengukuran tidak akan memecahkan masalah tersebut, karena prosedur ini memberikan bacaan yang tidak stabil.

0 komentar:

Poskan Komentar