GEOKIMIA TANAH

7/24/2019 GEOKIMIA TANAH

http://slidepdf.com/reader/full/geokimia-tanah 1/7

GEOKIMIA TANAH

Latar Belakang

Pertumbuhan tanaman dipengaruhi oleh sifat-sifat kesuburan tanahnya yakni

kesuburan fisik, kesuburan kimia dan kesuburan biologis. Kalau kesuburan fisik lebih

mengutamakan tentang keadaan fisik tanah yang banyak kaitannya drengan penyediaan air

dan udara tanah, maka kesuburan kimia berperan dalam menentukan dan menjelaskan reaksi-

reaksi kimia yang menyangkut dalam masalah-masalah ketersediaan unsur hara bagi

pertumbuhan tanaman. Untuk mencapai rnaksud tersebut, maka pembahasan mengenai sifat

kimia tanah ini kita batasi pada hal-hal yang berkaitan erat dengan masalah-masalah antara

lain : Reaksi tanah (p!, koloid tanah, pertukaran kation, dan kejenuhan basa.

Derajat Kemasaman Tanah

Reaksi tanah menunjukkan sifat kemasaman atau alkalinitas tanah yang dinyatakan

dengan nilai p. "ilai p menunjukkan banyaknya konsentrasi ion hidrogen (#! di dalam

tanah. $akin tinggi kadar ion # didalam tanah, semakin masam tanah tersebut. %i dalam

tanah selain # dan ion-ion lain ditemukan pula ion &-, yang jumlahnya berbanding

terbalik dengan banyaknya #. Pada tanah-tanah asam jumlah ion # lebih tinggi daripada

&-, sedang pada tanah alkalis kandungan &- lebih banyak daripada #. 'ila kandungan

# sama dengan &- , maka tanah bereaksi netral yaitu mempunyai p ) (*nonim ++!.

"ilai p berkisar dari -+ dengan p ) disebut netral sedangkan p kurang dari ) disebut

masam dan p lebih dari ) disebut alkalis. /alaupun dcmikian p tanah umumnya berkisar

dari 0,-,. %i 1ndonesia unumnya tanahnya bereaksi masam dengan , 2 3,3 sehingga

tanah dengan p 4, 2 4,3 sering telah dikatakan cukup netral meskipun sebenarnya masih

agak masam. %i daerah ra5a-ra5a sering ditemukan tanah-tanah sangat masam dengan p

kurang dari 0, yang disebut tanah sangat masam karena banyak mengandung asam sulfat. %i

daerah yang sangat kering kadang-kadang p tanah sangat tinggi (p lebih dari ,! karena

banyak mengandung garam "a (*nonim ++!

N-Total

"itrogen merupakan unsur hara makro esensial, menyusun sekitar +,3 6 bobot tanamandan berfungsi terutama dalam pembentukan protein (anafiah 73!.

$enurut ardjo5igeno (70! "itrogen dalam tanah berasal dari :

a. Pupuk

b. *ir ujan

c. 'ahan &rganik 8anah : 'ahan organik halus dan bahan organik kasar

d. Pengikatan oleh mikroorganisme dari " udara

9umber " berasal dari atmosfer sebagai sumber primer, dan lainnya berasal dari aktifitas

didalam tanah sebagai sumber sekunder. iksasi " secara simbiotik khususnya terdapat pada

tanaman jenis leguminoseae sebagai bakteri tertentu. 'ahan organik juga membebaskan "

dan senya5a lainnya setelah mengalami proses dekomposisi oleh aktifitas jasad renik tanah.



ilangnya " dari tanah disebabkan karena digunakan oleh tanaman atau

mikroorganisme. Kandungan " total umumnya berkisar antara 7 2 kg;ha pada

lapisan 2 7 cm tetapi tersedia bagi tanaman hanya kurang 0 6 dari jumlah tersebut

(ardjo5igeno 70!. $anfaat dari "itrogen adalah untuk memacu pertumbuhan tanaman

pada fase <egetatif, serta berperan dalam pembentukan klorofil, asam amino, lemak, en=im,dan persenya5aan lain (R*$ 7)!. "itrogen terdapat di dalam tanah dalam bentuk organik

dan anorganik. 'entuk-bentuk organik meliputi ", "&0, "&7, "7& dan unsur ".

8anaman menyerap unsur ini terutama dalam bentuk "&0, namun bentuk lain yang juga

dapat menyerap adalah ", dan urea (>&("7!!7 dalam bentuk "&0. 9elanjutnya, dalam

siklusnya, nitrogen organik di dalam tanah mengalami mineralisasi sedangkan bahan mineral

mengalami imobilisasi. 9ebagian " terangkut, sebagian kembali scbagai residu tanaman,

hilang ke atmosfer dan kembali lagi, hilang melalui pencucian dan bertambah lagi melalui

pemupukan. *da yang hilang atau bertambah karena pengendapan.

Kalium (K)

Kalium merupakan unsur hara ketiga setelah "itrogen dan osfor yang diserap oleh

tanaman dalam bentuk ion K#. $uatan positif dari Kalium akan membantu menetralisir

muatan listrik yang disebabkan oleh muatan negatif "itrat, osfat, atau unsur lainnya. akim

et al. (+?4!, menyatakan bah5a ketersediaan Kalium merupakan Kalium yang dapat

dipertukarkan dan dapat diserap tanaman yang tergantung penambahan dari luar, fiksasi oleh

tanahnya sendiri dan adanya penambahan dari kaliumnya sendiri.

Kalium tanah terbentuk dari pelapukan batuan dan mineral-mineral yang mengandung

kalium. $elalui proses dekomposisi bahan tanaman dan jasad renik maka kalium akan larut

dan kembali ke tanah. 9elanjutnya sebagian besar kalium tanah yang larut akan tercuci atau

tererosi dan proses kehilangan ini akan dipercepat lagi oleh serapan tanaman dan jasad renik.

'eberapa tipe tanah mempunyai kandungan kalium yang melimpah. Kalium dalam tanah

ditemukan dalam mineral-mineral yang terlapuk dan melepaskan ion-ion kalium. 1on-ion

adsorpsi pada kation tertukar dan cepat tersedia untuk diserap tanaman. 8anah-tanah organik

mengandung sedikit Kalium.

Natrium (Na)

"atrium merupakan unsur penyusun lithosfer keenam setelah >a yaitu 7,)36 yang

berperan penting dalam menentukan karakteristik tanah dan pertumbuhan tanaman terutama

di daerah kering dan agak kering yang berdekatan dengan pantai, karena tingginya kadar "a

di laut, suatu tanah disebut tanah alkali jika K8K atau muatan negatif koloid-koloidnya

dijenuhi oleh @ +36 "a, yang mencerminkan unsur ini merupakan komponen dominan dari

garam-garam larut yang ada. Pada tanah-tanah ini, mineral sumber utamanya adalah halit

("a>l!. Kelompok tanah alkalin ini disebut tanah halomorfik, yang umumnya terbentuk di

daerah pesisir pantai iklim kering dan berdrainase buruk. 9ebagaimana unsur mikro, "a juga

bersifat toksik bagi tanaman jika terdapat dalam tanah dalam jumlah yang sedikit berlebihan

(anafiah, 73!.



Kalsium (Ca)

Kalsium tergolong dalam unsur-unsur mineral essensial sekunder seperti $agnesium

dan 'elerang. >a7# dalam larutan dapat habis karena diserap tanaman, diambil jasad renik,

terikat oleh kompleks adsorpsi tanah, mengendap kembali sebagai endapan-endapan sekunder

dan tercuci (Aei5akabessy +??!. *dapun manfaat dari kalsium adalah mengaktifkan

pembentukan bulu-bulu akar dan biji serta menguatkan batang dan membantu keberhasilan

penyerbukan, membantu pemecahan sel, membantu akti<itas beberapa en=im (R*$ 7)!.

Sifat Kimia Tanah

8ekstur tanah tersusun dari tiga komponen, yaitu: pasir, debu dan liat. Ketiga

komponen tersebut dibedakan berdasarkan ukurannya yang berbeda. Partikel pasir berukuran

antara 7 mikrometer sampai dengan 7 mikrometer. Partikel debu berukuran antara 7

mikrometer sampai dengan kurang dari 7 mikrometer. Partikel liat berukuran kurang dari 7

mikrometer. $akin halus ukuran partikel penyusun tanah tersebut akan memiliki luas

permukaan partikel per satuan bobot makin luas. Partikel tanah yang memiliki permukaan

yang lebih luas memberi kesempatan yang lebih banyak terhadap terjadinya reaksi kimia.

Partikel liat persatuan bobot memiliki luas permukaan yang lebih luas dibandingkan dengan

kedua partikel penyusun tekstur tanah lain (seperti: debu dan pasir!. Reaksi-reaksi kimia yang

terjadi pada permukaan patikel liat lebih banyak daripada yang terjadi pada permukaan

partikel debu dan pasir persatuan bobot yang sama. %engan demikian, partikel liat adalah

komponen tanah yang paling aktif terhadap reaksi kimia, sehingga sangat menentukan sifat

kimia tanah dan mempengaruhi kesuburan tanah.

'eberapa sifat kimia tanah yang penting untuk diketahui dan dipahami, meliputi:

1; pH Tanah

p adalah tingkat keasaman atau kebasa-an suatu benda yang diukur dengan

menggunakan skala p antara hingga +. 9ifat asam mempunyai p antara hingga ) dan

sifat basa mempunyai nilai p ) hingga +. p tanah atau tepatnya p larutan tanah sangat

penting karena larutan tanah mengandung unsur hara seperti "itrogen ("!, Potassium;kalium

(K!, dan Pospor (P! dimana tanaman membutuhkan dalam jumlah tertentu untuk tumbuh, berkembang, dan bertahan terhadap penyakit. Bika p larutan tanah meningkat hingga di atas

3,3. "itrogen (dalam bentuk nitrat! menjadi tersedia bagi tanaman. %i sisi lain Pospor akan

tersedia bagi tanaman pada Ph antara 4, hingga ),.

Bika larutan tanah terlalu masam, tanaman tidak dapat memanfaatkan ", P, K dan =at hara lain

yang mereka butuhkan. Pada tanah masam, tanaman mempunyai kemungkinan yang besar

untuk teracuni logam berat yang pada akhirnya dapat mati karena keracunan tersebut. Bika

tanah terlalu masam oleh karena penggunaan pestisida, herbbisida, dan fungisida tidak akan

terabsorbsi dan justru akan meracuni air tanah serta air-air pada aliran permukaan.

aktor yang mempengaruhi p tanah adalah tipe <egetasi, drainase tanah internal, dan

akti<itas manusia. "ilai p suatu tanah juga dipengaruhi oleh jenis bahan induk tanah yang



dibentuk. 8anah berkembang dari batuan dasar umumnya memiliki nilai p lebih tinggi

daripada yang terbentuk dari batuan asam. >urah hujan juga mempengaruhi p tanah. *ir

mele5ati tanah dasar mencuci kalsium dan magnesium dari tanah dan digantikan oleh unsur-

unsur asam seperti aluminium dan besi. 8anah yang terbentuk di ba5ah kondisi curah hujan

tinggi lebih asam daripada yang dibentuk di ba5ah gersang (kering! kondisi.

Proses yang menghasilkan keasaman tanah :

; karbon dioksida hasil dari dekomposisi seresah akan terlarut dalam air akan bereaksi

dengan molekul air menghasilkan asam karbonat

>&7 (aC! K+ +-+,+↔>&7(gas!

7>&0 K7 +-7,47↔>&7 (aC! # 7&

; asam-asam organik hasil dekomposisi

c. # yang dilepas oleh akar tanaman dan organisme yang lain pada 5aktu

pengambilan hara. Prinsip elektroneutrality adalah pengambilan kation oleh akar

harus diimbangi dengan pengambilan anion atau dengan pelepasan ion hidrogen ataukation lain

; &ksidasi dari substansi tereduksi sepeti mineral sulfida, bahan organik, fertili=er yang

mengandung ammoniu

Proses yang menghasilkan kebasaan tanah :

1; Reduksi dari erri, mangan, dan oDidi=ed substances membutuhkan # atau melepas

&- dan meningkatkan p (terjadi pada tanah yang aerasinya jelek! e(&!7 (amorf!

# &-↔$isal : e(&!0 (amorf! # e-

2; Pengambilan kation oleh akar tanaman, kemudian setelah tanaman mati maka akan

terdeposisi di permukaan tanahP tanah dikontrol oleh berbagai mekanisme. 9ebagian mekanisme adalah sumber

langsung # dan atau &- dan sebagian bekerja dengan bereaksi dengan # dan atau

&- untuk buffer pada larutan tanah. $ekanisme tersebut adalah : (+! oksidasi dan

reduksi besi, mangan dan senya5a sulfur (7! dissolution dan presipitasi mineral tanah

(0! Reaksi gas misal >&7 dengan larutan tanah (! dissosiasi grup asam lemah pada

tepi lempung silikat, hidrous oksida, atau substansi humus (3! reaksi ion-eDchange.

Pengelompokan kemasaman tanah adalah sebagai berikut:

v 9angat masam untuk p tanah E ,3

v $asam untuk p tanah berkisar antara ,3 s;d 3,3v *gak masam untuk p tanah berkisar antara 3,4 s;d 4,3

v "etral untuk p tanah berkisar antara 4,4 s;d ),3

v *gak alkalis untuk p tanah berkisar antara ),4 s;d ?,3

v *lkalis untuk p tanah F ?,3.

2; Kapasitas Tukar Kation (KTK)

9alah satu sifat kimia tanah yang terkait erat dengan ketersediaan hara bagi tanaman

dan menjadi indikator kesuburan tanah adalah Kapasitas 8ukar Kation (K8K! atau >ation

GDchangable >appacity (>G>!. K8K merupakan jumlah total kation yang dapat



dipertukarkan (cation eDchangable! pada permukaan koloid yang bermuatan negatif. 9atuan

hasil pengukuran K8K adalah millieCui<alen kation dalam + gram tanah atau me kation

per + g tanah.

Kapasitas tukar kation (K8K! menunjukkan ukuran kemampuan tanah dalam

menjerap dan dan mempertukarkan sejumlah kation. $akin tinggi K8K, makin banyak

kation yang dapat ditariknya. 8inggi rendahnya K8K tanah ditentukan oleh kandungan liat

dan bahan organik dalam tanah itu. 8anah yang memiliki K8K yang tinggi akan

menyebabkan lambatnya perubahan p tanah. K8K tanah juga mempengaruhi kapan dan

berapa banyak pupuk nitrogen dan kalium harus ditambahkan ke dalam tanah Pada K8K

tanah yang rendah, misalnya kurang dari 3 cmol(#!;kg, pencucian beberapa kation dapat

terjadi. Penambahan ammonium dan kalium pada tanah ini akan menyebabkan sebagian

ammonium dan kalium itu mengalami pencucian di ba5ah =ona akar, khususnya pada tanah

pasiran dengan K8K tanah ba5ah (subsoil! yang rendah.

Pada K8K tanah yang lebih tinggi, misalnya lebih besar dari + cmol(#!;kg, hanya

sedikit pencucian kation akan terjadi. &leh karena itu, penambahan nitrogen dan kalium pada

tanah ini memungkinkan untuk dilaksanakan. $enurut $engel (+0! kation tanah yang

paling umum adalah: kalsium (>a##!, magnesium ($g##!, kalium (K#!, ammonium

("#!, hydrogen (#! dan sodium ("a#!. 9edangkan anion tanah yang umum meliputi:

khlorin (>l-!, nitrat ("&0-!, sulfat (9! dan fosfat (P&0-!.

3; Komponen Inorganik (Mineral Tanah)

8anah merupakan suatu kompleks yang terdiri atas komponen padat, cair dan gas.

9ebagai contoh, tanah geluh pasir (silt loam! yang memiliki tekstur ideal bagi pertumbuhan

tanaman, porsi komponen padatnya pada horison permukaan menempati <olume sekitar 3 6

(3 6 mineral dan 3 6 bahan organik!, komponen gasnya (udara! sekitar 7-0 6 dan

sisanya komponen air juga menempati sekitar 7-0 6. 8entu saja agihan (distribution! gas

dan air dalam ruang pori tanah dapat berubah dengan cepat tergantung pada faktor cuaca dan

sejumlah faktor lainnya.

Unsur-unsur yang biasanya ditemukan dalam jumlah paling banyak adalah: &, 9i, *l,

e, >, >a, K, "a dan $g. 1ni merupakan unsur-unsur utama yang banyak ditemukan dalamkerak bumi atau bahan endapan (sediments!. &ksigen merupakan unsur yang paling umum

dijumpai dalam kerak bumi dan tanah. Unsur ini menyusun sekitar ) 6 berat kerak bumi

dan lebih dari 6 <olume kerak bumi ('erry dan $ason, +3!.

Komponen inorganik menempati lebih dari 6 komponen padat dalam tanah.

Komponen inorganik ini memiliki sifat-sifat seperti ukuran, luas permukaan, dan karakter

muatan yang sangat mempengaruhi reaksi-reaksi kinetik dan keseimbangan serta proses-

proses yang terjadi dalam tanah.

Komponen inorganik dalam tanah meliputi mineral primer dan sekunder (dijelaskan

di ba5ah! yang memiliki ukuran (diameter partikel! berkisar dari lempung (E ,7 mm atau

E 7 µm! sampai pasir kasar (F 7mm! dan batuan. 8able 7.7 menyajikan daftar mineral primer



dan sekunder yang banyak ditemui dalam tanah. $ineral didefinisikan sebagai senya5a

inorganik alam yang memiliki sifat fisik, kimia dan kristalin tertentu. $ineral primer tidak

mengalami perubahan sifat kimia selama proses pengendapan dan kristalisasi dari la<a yang

meleleh. $ineral primer yang umum dijumpai dalam tanah yaitu kuarsa dan feldspar. 9edang

yang lainnya yang jumlahnya relatif lebih sedikit yaitu piroksin, mika, amfibol dan oli<in.$ineral primer berada dalam fraksi pasir (partikel ukuran 7- ,3 mm!, dan debu (partikel

ukuran ,3 2 ,7 mm!, dan mungkin juga fraksi lempung yang sedikit telah mengalami

pelapukan.

$ineral sekunder merupakan hasil pelapukan mineral primer yang telah mengalami

perubahan struktur atau pengendapan kembali hasil pelapukan (dissolusi! dari mineral primer

tersebut. $ineral sekunder yang biasa terdapat dalam tanah yaitu mineral aluminosilikat

(seperti kaolinit dan motmorilonit!, senya5a oksida-oksida (contohH gibsit, goetit, dan

birnesit!, bahan-bahan amorf (seperti imogolit dan allofan!, mineral sulfur dan mineral

karbonat. $ineral sekunder biasanya terdapat dalam fraksi lempung, tetapi fraksi debu

kadang-kadang juga mengandung mineral ini.

raksi atau komponen inorganik;anorganik biasanya berupa silikat dan oksida.

'iasanya dikenal 4 tipe silikat tanah berdasarkan susunan tetrahedra 9i& dalam strukturnya:

; 9iklosilikat: Aingkar tertutup atau lingkar ganda dari tetrahedra (9i& 0,9i7&3!. >ontoh:

8urmalin

; 1nosilikat: Rantai tunggal atau ganda dari tetrahedra (9i& 0, 9i&++!. >ontoh: *mpibol,

piroksen, horenblende.

; "esosilikat: 8etrahedra 9i& terpisah. >ontoh: >ontoh: Iakut, oli<in, =irkon, topas.

;ilosilikat: Aembar tetrahedra (9i7&3!. >ontoh: Klorit, illit, kaolinit, montmorillonit,

<ermikulit.

;9orosilikat: %ua atau lebih tetrahedra berangkai (9i7&), 9i3&+4!. >ontoh: Gpidot.;8ektosilikat: Baringan tetrahedra (9i&7!. >ontoh: eldspar, =eolit

Kesimpulan

• Reaksi tanah menunjukkan sifat kemasaman atau alkalinitas tanah yang dinyatakan

dengan nilai p. "ilai p menunjukkan banyaknya konsentrasi ion hidrogen (#! di dalam

tanah. $akin tinggi kadar ion # didalam tanah, semakin masam tanah tersebut.

• Pada tanah-tanah masam jumlah ion # lebih tinggi daripada &-, sedang pada tanah

alkalis kandungan &- lebih banyak daripada #. 'ila kandungan # sama dengan &- ,maka tanah bereaksi netral yaitu mempunyai p ) (*nonim ++!.

• 8ekstur tanah tersusun dari tiga komponen, yaitu: pasir, debu dan liat. Ketiga komponen

tersebut dibedakan berdasarkan ukurannya yang berbeda. Partikel pasir berukuran antara 7

mikrometer sampai dengan 7 mikrometer. Partikel debu berukuran antara 7 mikrometer

sampai dengan kurang dari 7 mikrometer. Partikel liat berukuran kurang dari 7 mikrometer.

• Kandungan bahan organik dalam tanah merupakan salah satu faktor yang berperan dalam

menentukan keberhasilan suatu budidaya pertanian. al ini dikarenakan bahan organik dapat

meningkatkan kesuburan kimia, fisika maupun biologi tanah. Penetapan kandungan bahan

organik dilakukan berdasarkan jumlah >-&rganik (*nonim ++!.



http://khairani-mediageo.blogpot.!om/"#$"/#%/kimia-tanah.html

http://khairani-mediageo.blogspot.com/2012/04/kimia-tanah.html

http://khairani-mediageo.blogspot.com/2012/04/kimia-tanah.html

Documents

GEOKIMIA TANAH