32
Kapasitas Tukar Kation Kapasistas Tukar Kation (KTK) adalah banyaknya kation (dalam miliequivalen) yang dapat dijerap oleh tanah pe rsatuan berat tanah (biasanya per 100 g) [dinayatakan dalam me/100 g atau cmol(+)/kg] Kation adalah ion bermuatan positif (+) (Contoh : Ca+2, Mg+2, K+, Na+, NH4+, H+, Al3+, umum terdapat dalam kompleks jerapan tanah) Kation di dalam tanah terlarut di dalam air tanah atau dijerap oleh koloid tanah Kation-kation yang telah dijerap oleh koloid tanah sukar tercuci oleh air gravitasi, tetapi dapat diganti oleh oleh kation lain yang ada di dalam larutan tanah, hal ini

Kapasitas Tukar Kation

  • Upload
    floria

  • View
    164

  • Download
    2

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Kapasitas Tukar Kation. Kapasistas Tukar Kation (KTK) adalah banyaknya kation (dalam miliequivalen) yang dapat dijerap oleh tanah pe rsatuan berat tanah (biasanya per 100 g) [dinayatakan dalam me/100 g atau cmol(+)/kg] Kation adalah ion bermuatan positif (+) (Contoh : Ca+2, Mg+2, - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: Kapasitas Tukar Kation

Kapasitas Tukar Kation

Kapasistas Tukar Kation (KTK) adalah banyaknya kation (dalam miliequivalen) yang dapat dijerap oleh tanah pe rsatuan berat tanah (biasanya per 100 g) [dinayatakan dalam me/100 g atau cmol(+)/kg]

Kation adalah ion bermuatan positif (+) (Contoh : Ca+2, Mg+2, K+, Na+, NH4+, H+, Al3+, umum terdapat dalam kompleks jerapan tanah) Kation di dalam tanah terlarut di dalam air tanah atau dijerap oleh koloid tanah Kation-kation yang telah dijerap oleh koloid tanah sukar tercuci oleh air gravitasi, tetapi dapat diganti oleh oleh kation lain yang ada di dalam larutan tanah, hal ini disebut “pertukaran kation”

Page 2: Kapasitas Tukar Kation

Kapasitas Tukar KationKTK dinyatakan dalam me/100 g 1 ekivalen adalah suatu jumlah yang secara kimia setara dengan 1 g hidrogen dengan jumlah atom 6.02 x 1023 (= bilangan Avogadro) Bilangan Avogadro adalah banyaknya "entitas" (atom atau molekul) dalam satu mol 1 me setara dengan 1 mg hidrogen dan terdiri atas 6.02 x 1020 atom hidrogen KTK tanah 1 me/100 g, berarti setiap 100 g tanah mengandung 6.02 x 1020 muatan negatif

1 me H = 1 mg (BA H = 1, valensi H = 1)1 me K = 39 mg (BA K = 39, valensi K = 1)1 me Na = 23 mg (BA Na = 23, valensi Na = 1)1 me Ca = 20 mg (BA Ca = 40, valensi Ca = 2)1 me Mg = 12 mg (BA Mg = 24, valensi Mg = 2)

Page 3: Kapasitas Tukar Kation

Kapasitas Tukar Kation

Penetapan KTK (di laboratorium)

Harus didasarkan pada pH larutan yang telah ditentukan (karena pada tanah ada muatan tergantung pH)

Umumnya menggunakan “ekstraksi amonium asetat yang disangga/dibuffer pada pH 7.0 bila pH tanah < 7, maka nilai KTK > KTK sebenarnya bila pH tanah > 7, maka nilai KTK < KTK sebenarnya

Page 4: Kapasitas Tukar Kation

Kapasitas Tukar Kation

Penetapan KTK (di laboratorium) Bila tanah diekstrak (dicuci) dengan KCl 1 N (garam netral) pada pH tanah yang sebenarnya : air cuciannya (leachate) akan mengandung H+, Al3+, Ca2+, Mg2+, K+, Na+, dan lain-lain (disebut kation-kation dapat ditukar)

Jumlah semua kation-kation dapat ditukar (H+, Al3+, Ca2+, Mg2+, K+, Na+, dan lain-lain) disebut KTK efektif atau KTK permanen (muatan yang menimbulkan KTK efektif berasal dari muatan permanen di dalam mineral liat )

Dalam Taksonomi Tanah : KTK efektif = Al-dd (ekstraksi KCl 1N) + jumlah basa-basa dapat ditukar (NH4OAc, pH 7.0)

Page 5: Kapasitas Tukar Kation

Kapasitas Tukar Kation

Penetapan KTK di laboratorium 1. KTK ekstraksi NH4OAc pH 7.0

2. KTK esktraksi 1 N KCl, garam netral pada pH sebenarnya) disebut juga KTK efektif atau KTK permanen

3. KTK ekstraksi BaCl2 – TEA pH 8.2 (setelah ekstraksi 1 N KCl) (EA = extractable acidity)

4. KTK ekstraksi 1 N KCl + KTK ekstraksi BaCl2 – TEA pH 8.2, disebut KTK total

5. KTK jumlah kation : jumlah kation dapat ditukar (NH4OAc pH 7.0) + EA (BaCl2 – TEA pH 8.2)

Page 6: Kapasitas Tukar Kation

Koloid Tanah KTK [cmol(+)/kg]Humus 100 – 300 Chlorit 10 – 40Montmorilonit 80 – 150Illit 10 – 40Kaolinit 3 – 15Haloysit 2H2O 5 – 10Haloysit 4H2O 40 – 50Seskuioksida 0 - 3

Kapasitas Tukar Kation

Nilai KTK tanah ditentukan oleh jenis koloid tanah

Page 7: Kapasitas Tukar Kation

Kapasitas Tukar Kation

Pentingnya KTK tanah KTK tanah merupakan sifat kimia tanah yang sangat menentukan kesuburan tanah Tanah dengan KTK tinggi dapat menjerap dan menyediakan unsur hara lebih baik dibandingkan tanah dengan KTK rendah Bila kation tanah didominasi oleh kation basa Ca, Mg, K, Na (kejenuhan basa tinggi), maka KTK tanah tinggi (kesuburan tanah tinggi) Bila kation tanah didominasi oleh kation asam Al dan H (kejenuhan basa rendah), maka KTK tanah rendah (kesuburan tanah rendah)• KTK tanah digunakan dalam klasifikasi tanah Cntoh : Oksisol harus mempunyai KTK < 16 cmol(+)/kg

Page 8: Kapasitas Tukar Kation

Kapasitas Tukar Kation

Faktor-faktor yang mempengaruhi KTK tanah1. Kandungan bahan organik tanah (makin tinggi BO, makin tinggi KTK)

2. Tekstur tanah (KTK tanah berliat > KTK tanah berpasir)

3. Jenis mineral liat (KTK tanah dengan montmorilonit > dengan kaolinit)

4. Tanah-tanah tua (Oksisol) mempunyai KTK lebih rendah karena koloid tanah lebih banyak dari seskuioksida

Page 9: Kapasitas Tukar Kation

Pertukaran Anion

Pertukaran anion lebih banyak ditemukan pada tanah yang banyak mengandung mineral liat amorf dan tanah dengan mineral liat Al dan Fe oksida, ditemukan sedikit pada mineralmliat kaolinit

Di dalam tanah : Pertukaran anion < pertukaran kation

Muatan positif pada mineral liat silikat dan oksida Fe dan Al terjadi karena adanya patahan-patahan kristal atau akibat penggantian gugusan OH oleh anion-anion lain

Pertukaran anion terjadi karena koloid-koloid tanah bermuatan positif

Page 10: Kapasitas Tukar Kation

Bila tanah banyak mengandung muatan positif terjadi penjerapan anion seperti nitrat (NO3-), Chlor (Cl-) dan lain-lain

Kation-kation seperti Ca, Mg dan Na tidak dijerap tanah tetapi tetap larut di dalam larutan tanah sehingga mudah tercuci dari tanah

Fosfat dan sulfat dapat difiksasi oleh tanah, sehingga ketersediaannya rendah jika tanah mempunyai kemampuan fiksasi P yang kuat

Pertukaran Anion

Page 11: Kapasitas Tukar Kation

Kejenuhan Basa

Kejenuhan basa menunjukkan perbandingan antara jumlah kation-kation basa dengan jumlah semua kation (kation basa dan kation asam) yang terdapat di dalam kompleks jerapan tanah

KB (NH4OAc pH 7.0) = jumlah kation basa x 100 % KTK (NH4OAc pH 7.0)

Kation-kation basa umumnya merupakan unsur hara yang diperlukan tanaman, namun mudah tercuci sehingga tanah dengan KB tinggi menunjukkan bahwa tanah tersebut belum banyak mengalami pencucian dan merupakan tanah yang subur

Page 12: Kapasitas Tukar Kation

Kejenuhan Basa

KB tanah ditentukan oleh pH tanah

Tanah-tanah dengan pH rendah mempunyai KB rendah, dan sebaliknya

Pada pH 5.5 – 6.5 hubungan pH dengan KB hampir merupakan suatu garis lurus

Tanah dengan KB rendah : kompleks jerapan lebih banyak diisi oleh kation asam (Al3+ dan H+)

Page 13: Kapasitas Tukar Kation

Unsur hara Esensial

Unsur hara esensial adalah unsur hara yang sangat diperlukan tanaman dan fungsinya di dalam tanaman tidak dapat digantikan oleh unsur lainnya sehingga bila tidak terdapat dalam yang cukup di dalam tanah, maka tanaman tidak dapat tumbuh dengan normal

Unsur hara esensial dapat berasal dari tanah, air dan udara

Page 14: Kapasitas Tukar Kation

Unsur hara Esensial

Terdapat 17 unsur hara esensial, terdiri atas : a. Unsur hara makro : C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S Unsur hara makro adalah unsur hara yang dibutuhkan

dalam jumlah banyak, bila kurang dari kebutuhan tanaman, maka pertumbuhan tanaman terganggu atau tidak optimal

b. Unsur hara mikro : Fe, Mn, B, Mo, Cu, Zn, Cl, Co Unsur hara mikro adalah unsur hara yang dibutuhkan

dalam jumlah sedikit, jika melebihi kebutuhan kebutuhan tanaman menjadi unsur beracun atau mengganggu pertumbuhan tanaman

Page 15: Kapasitas Tukar Kation

Unsur hara esensial juga dibutuhkan oleh hewan (kecuali B)Hewan atau ternak umumnya memakan rumput, oleh karena itu unsur hara yang ada di dalam tanaman juga merupakan unsur hara yang tersedia bagi hewan ternak)Unsur hara esensial lain bagi hewan/ternak : cobalt, natrium, yodium, selenium

Unsur Co (kadang-kadang diperlukan tanaman), sehingga sering tidak dimasukkan sebagai unsur hara esensial, karena lebih banyak dibutuhkan oleh ternak

Si unsur hara esensial untuk tanaman padi, kurang penting bagi tanaman lain

Unsur hara Esensial

Page 16: Kapasitas Tukar Kation

Mekanisme Penyediaan dan Penyerapan Unsur Hara

Tanaman dapat menyerap unsur hara melalui akar dan daun

Unsur hara umumnya diserap oleh akar tanaman dari dalam tanah, kecuali :a. Unsur C dan O diambil tanaman dari udara sebagai CO2

melalui stomata daun dalam proses fotosintesisb. Unsur H diambil akar tanaman dari air tanah (H2O) (dalam

jumlah sedikit melalui daun)c. Bebeapa unsur hara dapat diserap tanaman melalui daun

(penyemprotan laritan hara atau pupuk, disebut pupuk daun)

Page 17: Kapasitas Tukar Kation

Mekanisme tersedianya unsur hara di sekitar akar

1. Aliran masa (mass flow) adalah gerakan unsur hara di dalam tanah menuju

permukaan akar tanaman bersama-sama gerakan massa air yang berlangsung terus menerus karena air terus menerus diserap akar dan menguap melalui proses transpirasi

Mekanisme penyediaan unsur hara paling utama untuk kebanyakan unsur hara : N (98.8 %), Ca (71.4 %), S (95.0 %), Mo (95.2 %)

Page 18: Kapasitas Tukar Kation

Mekanisme tersedianya unsur hara di sekitar akar

2. Difusi adalah bergeraknya unsur hara di dalam larutan tanah

dari bagian yang mempunyai konsentrasi tinggi ke bagian dengan konsentrasi rendah (sesuai hukum difusi). Hal ini terjadi karena unsur hara terlarut di dalam air (larutanny disebut “larutan tanah atau soil solution)

Terutama untuk unsur hara P (90.9 %) dan K (77.7 %), disebabkan kedua unsur tersebut tersedia dari suatu bentuk mineral di dalam tanah yang kelarutannya rendah

Page 19: Kapasitas Tukar Kation

Mekanisme tersedianya unsur hara di sekitar akar

3. Intersepsi akar adalah tersedianya unsur hara karena adanya perpanjangan

akar tanaman (pertumbuhan tanaman) menuju tempat-tempat yang lebih jauh di dalam tanah sehingga menemukan unsur-unsur hara di dalam larutan tanah di tempat-tempat tersebut

Memanjangnya akar berarti memperpendek jarak yang harus

ditempuh unsur hara untuk mendekati akar tanaman melalui aliran massa atau difusi

Terutama untuk unsur hara Ca (28.6 %), unsur hara lain cuma sedikt (1.2 – 5.0 %)

Page 20: Kapasitas Tukar Kation

Proses Penyerapan Unsur Hara oleh Akar

Proses penyerapan unsur hara yang telah tersedia di sekitar akar tanaman :a. Memerlukan energi metabolik (dari pernapasan akar tanamann

sehingga penyerapan unsur hara berkurang bila pernapasan berkurang)

b. Merupakan proses yang selektif (tanaman mempunyai kemampuan memilih unsur-unsur tertentu untuk diserap akar)

Akar tanaman yang paling aktif dalam menyerap unsur hara

adalah dekat ujung akar yang baru terbentuk atau rambut-rambut akar dimana kegiatan respirasi terbesar

Page 21: Kapasitas Tukar Kation

Proses Penyerapan Unsur Hara oleh Akar

Proses selektivitas dalam penyerapan unsur hara oleh akar tanaman :Seleksi dilakukan oleh membran yang mengelilingi protoplasma yang merupakan bagian dalam dari sel-sel akar tanaman (bagian luar akar tanaman atau dinding sel yang bersinggungan langsung dengan tanah tidak aktif)

Seleksi dilakukan oleh membran melalui proses yang masih belum diketahui pasti, diperkirakan melalui suatu carrier (pembawa) yang bersenyawa dengan ion (unsur) terpilih untuk masuk ke dalam protoplasma dengan menembus membran sel

Page 22: Kapasitas Tukar Kation

Unsur hara esensial : Nitrogen

Nitrogen di dalam tanah berasal dari :a. Bahan organik tanahb. Pengikatan oleh mikroorganisme dan N udara c. Pupuk (Urea, ZA dan lain-lain)d. Air hujan

BO merupakan sumber N utama di dalam tanah BO juga mengandung unsur lain terutama C, P, S dan unsur

hara mikro dengan perbandingan 100 : 10 : 1 : 1 : (sangat sedikit) (C : N : P : S : (unsur mikro)

Page 23: Kapasitas Tukar Kation

Unsur hara esensial : Nitrogen

Faktor-faktor yang mempengaruhi pelapukan (dekomposisi) BO1. Suhu (dekomposisi cepat pada suhu tinggi)2. Kelembaban (dekomposisi BO cepat jika lembab, lambat bila

basah)3. Tata udara tanah (dekomposisi BO cepat jika tata udara tanah

baik)4. Pengolahan tanah (mempercepat dekomposisi BO)5. Jenis bahan organik (tanaman budidaya umumnya cepat

terdekomposisi, pinus sulit terdekomposisi)

Page 24: Kapasitas Tukar Kation

Unsur hara esensial : Nitrogen

Pengikatan N oleh mikroorganisme dan N udaraa. Simbiose dengan tanaman leguminosa : bakteri bintil akar atau Rhizobiumb. Bakteri yang hidup bebas (non simbiotik) : Azotobacter

(aerobik), Clostridium (anaerobik)

Page 25: Kapasitas Tukar Kation

Unsur hara esensial : Nitrogen

Fungsi N :a. Memperbaiki pertumbuhan vegetatif tanaman (tanaman

lebih hijau bila cukup N)b. Pembentukan protein

N di dalam tanah terdapat dalam bentuk ;c. Protein (bahan organik)d. Senyawa-senyawa aminoe. Amonium (NH4+)f. Nitrat (NO3-)

Page 26: Kapasitas Tukar Kation

Unsur hara esensial : Nitrogen

N diambil tanaman dalam bentuk ion NH4+ dan NO3-

Gejala kekurangan N :a. Tanaman kerdilb. Pertumbuhan akar terbatasc. Daun tanaman kuning dan gugur

Gejala kebanyakan N :d. Memperlambat pematanhan tanaman (pertumbuhan vegetatif

terlalu banyak)e. Batang tanaman lemah dan mudah robohf. Mengurangi daya tanaman terhadap penyakit

Page 27: Kapasitas Tukar Kation

Perubahan N di dalam tanah (dari bahan organik) melalui proses :

1. Amininsasi : Pembentukan senyawa protein dari BO (protein) oleh bermacam-macam mikroorganisme)

Protein + enzim senyawa amino + CO2 + E (energi) (BO) (MO) (R-NH3) (untuk pertumbuhan MO)

2. Amonifikasi : Pembentukan amonium dari senyawa-senyawa amino oleh mikroorganisme

R-NH2 + HOH R-OH + NH3 + E

NH3 + HOH NH4OH NH4+ + OH-

Unsur hara esensial : Nitrogen

Page 28: Kapasitas Tukar Kation

Unsur hara esensial : Nitrogen

3. Nitrifikasi : perubahan dari amonium (NH4+) menjadi nitrit oleh bakteri Nitrosomonas, kemudian menjadi nitrat oleh bakteri Nitrobacter

2NH4+ + 3O2 Nitrosomonas 2NO2_ + 2 H2O + 4H+ + E

2NO2- + O2 Nitrobacter 2 NO3- + E

Faktor-faktor yang memepengaruhi nitrifikasia. Tata udara tanah (nitrifikasi berjalan baiki bila tata udara tanah

baik)b. pH tanah (nitrifikasi baik pada pH 7.0)c. Suhu (nitrifikasi lambat pada suhu rendah)

Page 29: Kapasitas Tukar Kation

Unsur hara esensial : Nitrogen Hilangnya N dari tanah karena :a. Digunakan oleh tanaman atau mikroorganismeb. N dalam bentuk NH4+ dapat diikat oleh mineral illit sehingga

tidak dapat digunakan oleh tanamanc. N dalam bentuk NO3- (nitrat) mudah tercuci oleh air hujan

(leaching) (tergantung jumlah hujan dan tekstur tanah)d. Proses denitrifikasi : proses reduksi nitrat (NO3-) menjadi N2 gas

(tergenang, draianse buruk, tata udara jelek) oleh : * mikroorganisme bakt. denitrifikasi 2HNO3 2HNO2 N2O N2 (gas) -2(O) -H2O -O * Proses reduksi kimia (setelah terbentuk nitrit), contoh reaksi nitrit dengan Urea 2HNO2 + CO(NH2)2 CO2 +3H2O + 2N2 (gas) nitrit Urea

Page 30: Kapasitas Tukar Kation
Page 31: Kapasitas Tukar Kation
Page 32: Kapasitas Tukar Kation