dit 07 10 sifat kimia tanah compatibility mode

8/3/2019 DIT 07 10 Sifat Kimia Tanah Compatibility Mode

http://slidepdf.com/reader/full/dit-07-10-sifat-kimia-tanah-compatibility-mode 1/40

DASAR ILMU TAAH

Materi 07: Sifat Kimia TanahMateri 07: Sifat Kimia Tanah



Sifat Kimia TanahSifat Kimia Tanah pH tanahpH tanah

Pertukaran IonPertukaran Ion

Kejenuhan BasaKejenuhan Basa

Hampir semua sifat kimia tanah terkait dengan koloid tanahHampir semua sifat kimia tanah terkait dengan koloid tanah

Koloid TanahKoloid Tanah

•• Partikel mineral atau organik dalam tanah yang mempunyaiPartikel mineral atau organik dalam tanah yang mempunyaidiameter kurang dari 0,001 mm.diameter kurang dari 0,001 mm.

•• Mempunyai permukaan luas; reaksi kimia berlangsung padaMempunyai permukaan luas; reaksi kimia berlangsung padapermukaan koloid.permukaan koloid.

•• Pada beberapa jenis tanah, permukaan koloid bermuatanPada beberapa jenis tanah, permukaan koloid bermuatan

negatif (negatif (--))

•• Untuk memahami kimia tanah, perlu mengetahui mineralUntuk memahami kimia tanah, perlu mengetahui mineralliat apa yang ada dan kontribusinya pada muatan negatif.liat apa yang ada dan kontribusinya pada muatan negatif.



Sifat Kimia Tanah

• Menyebabkan tanah mampu menahan unsur

hara dan menyediakannya untuk tanaman.

• Menentukan perilaku bahan kimia yangditambahkan ke tanah, misalnya:

– pupuk – Limbah organik

– kapur

– pestisida – herbisida



pH tanah• pH adalah ukuran kemasaman aktif atau

konsentrasi H+ dalam larutan tanah.

– pH = log 1/[H+] dimana H+ adalah konsentrasi

dalam mole per liter

+

001 3

0001 4

00001 5

000001 60000001 7

Satu unit perubahan pH berarti 10 kali perubahan

dalam konsentrasi H+



pH tanahpH tanah

Konsep pH tanahKonsep pH tanah

pH =pH = -- log (Hlog (H++) atau) atau

pH = log 1/(HpH = log 1/(H++))

dimana: p adalah logaritme negatif dan H adalahdimana: p adalah logaritme negatif dan H adalah

konsentrasi H+ dalam g/Lkonsentrasi H+ dalam g/L Definisi ini berasal dariDefinisi ini berasal dari

(H(H++) (OH) (OH--) = 10) = 10--1414 atauatau

pH + pOH = 14pH + pOH = 14 Sebagian besar jenis tanah memiliki pH antara 5Sebagian besar jenis tanah memiliki pH antara 5

dan 8dan 8



pH = - log [ H+ ]

H2O 2 H+ + O-2

H

+OH-

H+ OH-

H+

OH-

Asam

pH = 6.0

Netral

pH = 7.0

Alkalin

pH = 8.0



Netral

AlkalinitasKemasaman

Skala pH



Peranan pH tanahPeranan pH tanah pH menentukan mudah tidaknya unsur hara diserappH menentukan mudah tidaknya unsur hara diserap

tanaman; pada tanah masam unsur P sulit untuk diseraptanaman; pada tanah masam unsur P sulit untuk diserap

tanaman karena difiksasi oleh Al; pada tanah alkali unsur tanaman karena difiksasi oleh Al; pada tanah alkali unsur P difiksasi Ca.P difiksasi Ca.

pH menunjukkan adanya unsur beracun. Pada tanahpH menunjukkan adanya unsur beracun. Pada tanahmasam banyak dijumpai ion Al dalam tanah, yang dapatmasam banyak dijumpai ion Al dalam tanah, yang dapat

meng a , an racun ag anaman. a a ana masammeng a , an racun ag anaman. a a ana masamunsur Fe, Mn, Zn, Cu dan Co mudah larut, makaunsur Fe, Mn, Zn, Cu dan Co mudah larut, makatanaman dapat keracunan. Pada tanah alkalis, Mo dan Btanaman dapat keracunan. Pada tanah alkalis, Mo dan Bmenjadi racun bagi tanaman.menjadi racun bagi tanaman.

pH mempengaruhi perkembangan mikroorganisme.pH mempengaruhi perkembangan mikroorganisme.

Bakteri berkembang dengan baik pada pH >5.5. FungiBakteri berkembang dengan baik pada pH >5.5. Fungiberkembang pada segala tingkat pH, tetapi pada pH >berkembang pada segala tingkat pH, tetapi pada pH >5.5, fungi harus bersaing dengan bakteri, jadi lebih5.5, fungi harus bersaing dengan bakteri, jadi lebihdominan pada pH <5,5.dominan pada pH <5,5.



Faktor Mempengaruhi pH tanah

Embun Hujan CO2

BahanOrganik

H+Larutan Tanah

y ro spolimer

Bio Serapan &

Pelepasan

Pelapukan

Mineral



Sumber & Klas KemasamanSumber & Klas Kemasaman

TanahTanah AlAl3+3+ dan Hdan H++ adalah sumber utama kemasamanadalah sumber utama kemasaman

tanahtanahOHOH--

AlAl3+3+AlOHAlOH3+3+Al(OH)Al(OH)2+2+Al (OH)Al (OH)33

HH++

3 tipe kemasaman tanah3 tipe kemasaman tanah Kemasaman aktif Kemasaman aktif

Kemasman dapat dipertukarkanKemasman dapat dipertukarkan Kemasaman ResidualKemasaman Residual



Proses PemasamanProses Pemasaman Pencucian kation basa, CaPencucian kation basa, Ca2+2+, K, K++, Mg, Mg2+2+

clayclay--Ca + HCa + H22OOclayclay--2H + Ca2H + Ca2+2+ + 2OH+ 2OH--

COCO22 dari respirasidari respirasi

CC HH OO + 6O+ 6O COCO + 6H+ 6H OO

COCO22 + 6H+ 6H22OO HH22COCO33 HCOHCO33-- + H+ H++

AsamAsam--2 organik dihasilkan oleh akar, mikroba2 organik dihasilkan oleh akar, mikroba

HH++ dilepas oleh akar, dan oksidasi amonium &dilepas oleh akar, dan oksidasi amonium &senyawa lainnyasenyawa lainnya



Perubahan pH oleh aktifitasPerubahan pH oleh aktifitas

manusia: pemasamanmanusia: pemasaman

Pupuk kimia (buatan)Pupuk kimia (buatan) contoh pupuk Ncontoh pupuk NNHNH4+4+ + 2O+ 2O22 NONO33

-- + H+ H22O + 2HO + 2H++

Deposisi asam dari atmosfer Deposisi asam dari atmosfer Limbah organik asamLimbah organik asam

Oksidasi bahan tanah mengandung sulfur;Oksidasi bahan tanah mengandung sulfur;beberapa bentuk sulfur (S) dioksidasibeberapa bentuk sulfur (S) dioksidasimenjadi asam sulfatmenjadi asam sulfat



Meningkatkan pH tanah (6,3Meningkatkan pH tanah (6,3 – –

6,5)6,5)

Penambahan batukapur: karbonat CaPenambahan batukapur: karbonat Ca2+2+

, Mg, Mg2+2+

CaCOCaCO33 + 2H+ 2H++ Ca2+ + COCa2+ + CO22 + H+ H22OO

Pembakaran/kapur cepat (oksida CaPembakaran/kapur cepat (oksida Ca2+2+, Mg, Mg2+2+))

Kapur terhidrasi (hidroksida CaKapur terhidrasi (hidroksida Ca2+2+, Mg, Mg2+2+))



Perubahan pH akibat kegiatanPerubahan pH akibat kegiatan

manusia: Alkalinitasmanusia: Alkalinitas Sumber utama adalah irigasi di daerahSumber utama adalah irigasi di daerah

yang tanpa drainase memadaiyang tanpa drainase memadai

Sekitar 50% lahan irigasi di duniaSekitar 50% lahan irigasi di dunia

Sekitar 35Sekitar 35--40% panen pangan dunia40% panen pangan dunia

berasal dari lahan beririgasiberasal dari lahan beririgasi



Sumber AlkalinitasSumber Alkalinitas Di daerah arid dan semiarid komplek pertukaranDi daerah arid dan semiarid komplek pertukaran

didominasi: Cadidominasi: Ca2+2+

, Mg, Mg2+2+

, K, K++

, Na, Na++

Adanya karbonat dan bikarbonat pada tanah alkalinAdanya karbonat dan bikarbonat pada tanah alkalin

terkait dengan disolusi COterkait dengan disolusi CO22::

Kisaran pH reaksi tsb adalah antara 4,6 dan juga 8,6Kisaran pH reaksi tsb adalah antara 4,6 dan juga 8,6

(Ca(Ca--carbonates) atau 10 (Nacarbonates) atau 10 (Na--carbonates)carbonates)



Menurunkan pHMenurunkan pH

Penambahan senyawa mudah teroksidasiPenambahan senyawa mudah teroksidasi

Sulfur, secara biologi teroksidasi menjadiSulfur, secara biologi teroksidasi menjadiasam sulfatasam sulfat

,,

memilah Hmemilah H22O untuk hasilkan HO untuk hasilkan H++

Penambahan bahan organikPenambahan bahan organik



Kapasitas Tukar IonKapasitas Tukar Ion Tanah bisa bermuatan negatif dan positif.Tanah bisa bermuatan negatif dan positif.

Kemampuan bahan bermuatan positif di dalamKemampuan bahan bermuatan positif di dalam

tanah untuk mengikat ion negatif (misalnyatanah untuk mengikat ion negatif (misalnyaortofosfat Hortofosfat H22POPO44

--) disebut) disebut kapasitas tukar anionkapasitas tukar anion(KTA)(KTA) tanah,tanah,

mengikat ion positif (misalnya Kmengikat ion positif (misalnya K++, Ca, Ca2+2+) disebut) disebutkapasitas tukar kation (KTK)kapasitas tukar kation (KTK) tanah.tanah. Kemampuan tanah mengikat kation seringkali melebihiKemampuan tanah mengikat kation seringkali melebihi

kemampuan mengikat anion, maka kita umumnya hanyakemampuan mengikat anion, maka kita umumnya hanya

melaporkan KTK tanah dan jarang sekali mengamati KTAmelaporkan KTK tanah dan jarang sekali mengamati KTAtanah.KTA terutama penting pada lapisan bawah tanahtanah.KTA terutama penting pada lapisan bawah tanah--tanah yang telah melapuk lanjuttanah yang telah melapuk lanjut



Kapasitas Tukar Kation (KTK)Kapasitas Tukar Kation (KTK)

Kation sebenarnya larut dalam air tanah, tetapiKation sebenarnya larut dalam air tanah, tetapikarenakarena koloidkoloid tanah (liat dan humus) bermuatantanah (liat dan humus) bermuatan

negatif, maka sebagian kation dalam larutan tanahnegatif, maka sebagian kation dalam larutan tanahtersebut dijerap oleh koloid tanah.tersebut dijerap oleh koloid tanah.

Kation yang dijerap sukar tercuci oleh air gravitasi,Kation yang dijerap sukar tercuci oleh air gravitasi,

larut tanahlarut tanah

Jenis kation yang banyak dijumpai dalam komplekJenis kation yang banyak dijumpai dalam komplekjerapan koloid: Cajerapan koloid: Ca2+2+, Mg, Mg2+2+, K, K++, Na, Na++, NH, NH44

++, H, H++, Al, Al3+3+..

KTK erat hubungannya dengan kesuburan tanah.KTK erat hubungannya dengan kesuburan tanah.Tanah dengan KTK tinggi lebih mampu menyediakanTanah dengan KTK tinggi lebih mampu menyediakanunsur hara dibandingkan dengan KTK rendah.unsur hara dibandingkan dengan KTK rendah.



Kapasitas Tukar KationKapasitas Tukar Kation



Sumber Muatan Negatif Sumber Muatan Negatif

Bahan Organik

TanahatauHumus

MineralLiat



Liat mempunyai dua sumberLiat mempunyai dua sumber

muatanmuatan substitusi isomorf substitusi isomorf : (umum pada liat 2:1): (umum pada liat 2:1)

substitusi dalam lembar kristalin satu atom oleh atom lainsubstitusi dalam lembar kristalin satu atom oleh atom lain

berukuran sama dengan valensi lebih rendah.berukuran sama dengan valensi lebih rendah. Muatan permanen dan tidak dipengaruhi oleh pH tanahMuatan permanen dan tidak dipengaruhi oleh pH tanah

patahan kisipatahan kisi (broken edges(broken edges):): (umum pada liat 1:1)(umum pada liat 1:1) merupakan kisi lembar alumina dan silika dimana atom Hmerupakan kisi lembar alumina dan silika dimana atom H++

sebagai bagian dari ion hidroksil yang diikat kuat oleh atomsebagai bagian dari ion hidroksil yang diikat kuat oleh atomO pada kondisi masam.O pada kondisi masam.

muatan patahan kisi tersebut adalah netral. Tetapi, jika pHmuatan patahan kisi tersebut adalah netral. Tetapi, jika pHtanah > 6 atom H+ diikat agak lemah dan dapattanah > 6 atom H+ diikat agak lemah dan dapatdipertukarkan dengan kation Cadipertukarkan dengan kation Ca2+2+ dan Mgdan Mg 2+2+..

Muatan tersebut tergantung pH (Muatan tersebut tergantung pH ( pH pH--dependent chargedependent charge).).



Examples of IsomorphousExamples of Isomorphous

SubstitutionSubstitution(Creates Permanent Charge)(Creates Permanent Charge)



Clay Mineral Structural UnitsClay Mineral Structural Units



Proses PertukaranProses Pertukaran

CaCa+2+2-- colloidcolloid + 2 H+ 2 H++←→←→←→←→←→←→←→←→ 2 H2 H++-- colloidcolloid + Ca+ Ca+2+2

= H= H++ mengganti Camengganti Ca+2+2 dijerap koloid tanahdijerap koloid tanah

-- ++ -- +2+2

x = fase padatan tanahx = fase padatan tanah

CaCa(ad)(ad) + 2 H+ 2 H++←→←→←→←→←→←→←→←→ 2 H2 H(ad)(ad) + Ca+ Ca+2+2

XX(ad)(ad) = “kation X terjerap"= “kation X terjerap"

Jerapan (adsorption): pengikatan ion (Ca2+, Mg2+,

K+ pada permukaan koloid liat dan humus.



Kation TerjerapKation Terjerap(a) Tanah daerah arid = kation basa(a) Tanah daerah arid = kation basa

CaCa+2+2, Mg, Mg+2+2, K, K++, Na, Na++

(b) Tanah daerah humid = kation asam,(b) Tanah daerah humid = kation asam,

dan juga Cadan juga Ca+2+2

, Mg, Mg+2+2

, H, H++

and Aland Al+3+3

(c) Kekuatan jerapan(c) Kekuatan jerapan

AlAl+3+3> Ca> Ca+2+2 = Mg= Mg+2+2 > K> K++ = NH= NH44++ > Na> Na++



Satuan KTKSatuan KTK

Satuan : cmol (+) / kg atau meq/100gSatuan : cmol (+) / kg atau meq/100g

Molar muatan = 6 x 10Molar muatan = 6 x 102323

Centimole muatan = 6 x 10Centimole muatan = 6 x 102121

JADI: 1 meq/100 g = 1 cmol (+)/kgJADI: 1 meq/100 g = 1 cmol (+)/kg

&



Mineral Liat Tipe CEC,cmol (+)/ kg

Kaolinit 1:1 30-150

Haloisit 1:1 60-100

Hidrous mika 2:1 200-400

KTK tanah, mineral liat & humus

Montmorilonit 2:1 800-1200

Vermikulit 2:1 1000-1500

Hidroksida besi dan

Aluminium

30-50

Humus 2000-4500



Mengapa KTK Penting?Mengapa KTK Penting?

Kation dilepaskan salama proses mineralisasiKation dilepaskan salama proses mineralisasi

Kation dapat dipertukarkan (misal KKation dapat dipertukarkan (misal K++, aplikasi pupuk, aplikasi pupuk

KCl) dapat melepaskan kation lain ke larutan tanahKCl) dapat melepaskan kation lain ke larutan tanah Penyangga (buffer) haraPenyangga (buffer) hara mengurangi kehilanganmengurangi kehilangan

hara akibat pencucianhara akibat pencucian

Indikasi kapasitas tanah menahan haraIndikasi kapasitas tanah menahan hara Menentukan berapa banyak / sering diperlukanMenentukan berapa banyak / sering diperlukan

pengapuranpengapuran

Menentukan bagaimana cara aplikasi pupuk untukMenentukan bagaimana cara aplikasi pupuk untuk

tanaman, dibenam, atau disebarkan.tanaman, dibenam, atau disebarkan.



Kategori Ca Mg K Na KTK

--------------cmol (+)/kg-----------------

Sangat Tinggi >200 >80 >12 >20 >400

Tingkat Kesuburan Tanah berdasar KTK

Tinggi 100-200 30-80 6-12 7-20 250-400

Sedang 50-100 10-30 3-6 3-7 120-250

Rendah 20-50 3-10 2-3 1-3 60-120

Sangat Rendah <20 <3 <2 <1 <60



Kejenuhan BasaKejenuhan Basa Terdapat dua kelompok kation dalam komplekTerdapat dua kelompok kation dalam komplek

jerapan koloid yaknijerapan koloid yakni

kation asam (Hkation asam (H

++

dan Aldan Al

3+3+

),), kation basa (Cakation basa (Ca2+2+, Mg, Mg2+2+, K, K++ dan Nadan Na++))

Kejenuhan basa (KB) adalah perbandingan antaraKejenuhan basa (KB) adalah perbandingan antara

(kation asam dan basa) dalam komplek jerapan koloid(kation asam dan basa) dalam komplek jerapan koloid

KB = jumlah kation basa

jumlah kation basa + kation asamx 100%

atau KB =

jumlah kation basa

K T K x 100%



Kejenuhan BasaKejenuhan Basa

Kation basa merupakan hara yang diperlukanKation basa merupakan hara yang diperlukan

tanaman, tanah suburtanaman, tanah subur KB tinggi (karenaKB tinggi (karenakation basa tidak banyak tercuci)kation basa tidak banyak tercuci)

KB terkait erat dengan pH tanah, tanah masamKB terkait erat dengan pH tanah, tanah masam

KB lebih rendah dibanding tanah alkalis.KB lebih rendah dibanding tanah alkalis. Pada tanah KB rendah komplek jerapan banyakPada tanah KB rendah komplek jerapan banyak

disi Aldisi Al3+3+ dan Hdan H++ (basa), terutama Al(basa), terutama Al3+3+, racun, racun

bagi tanamanbagi tanaman kasus tanahkasus tanah--tanah masam ditanah masam diIndonesiaIndonesia



KarakteristikKarakteristik TanahTanah

DaerahDaerahHumidHumid

(Alfisol)(Alfisol)

TanahTanah

DaerahDaerahSemi aridSemi arid

(Aridisol)(Aridisol)

TanahTanah

DaerahDaeraharidarid

(Natrargids)(Natrargids)

Data Pertukaran Kation beberap tanah

a apa u ar cmo ga apa u ar cmo g -- -- --

Basa lain dapat ditukar (cmol/ kg)Basa lain dapat ditukar (cmol/ kg) 22--33 55--77 88--1212

H dan/atau Al dapat ditukar (cmol/ kg)H dan/atau Al dapat ditukar (cmol/ kg) 44--88 11--22 00

KTK (cmol/ kg)KTK (cmol/ kg) 1212--1818 2020--2626 2020--2626Kejenuhan Basa (%)Kejenuhan Basa (%) 66.666.6 9090--9595 100100

Kemungkinan pHKemungkinan pH 5.65.6--5.85.8 ~ 7~ 7 88--1010

Clay Clay loam Sandy 10 10



10

12

14

16

18

20

H+

&

Al3+

H+

H+ n g

n g

c m o l k g - 1

Clay

loam

Clay loam

+ lime

Sandy

loam10.10

0

2

4

6

8

B a s e - f o r m i

c a t i o n s

B a s e - f o r m i

c a t i o n s

B a s e -

f o r m i n g

c a t i o n s C

E C ,

50 % 80 % 80 %Base saturation:

pH: 5.5 6.5 6.5



Tekstur Tanah dan KTKTekstur Tanah dan KTK Jumlah liat, yang merupakan fraksi koloid teksturJumlah liat, yang merupakan fraksi koloid tekstur

texture, menentukan nilai KTK. Makin banyaktexture, menentukan nilai KTK. Makin banyak

jumlah liat makin besar nilai KTK, tergantung jenisjumlah liat makin besar nilai KTK, tergantung jenis(tipe) mineral liatnya(tipe) mineral liatnya



Bahan Organik Tanah dan KTKBahan Organik Tanah dan KTK

Untuk tiap persen humus dalam tanah, KTKUntuk tiap persen humus dalam tanah, KTK

meningkat sekitar 2 meq/100gmeningkat sekitar 2 meq/100g cara termudahcara termudahuntuk pandungan peningkatan KTK tanahuntuk pandungan peningkatan KTK tanah..

Cara paling praktis untuk meningkatkan KTKCara paling praktis untuk meningkatkan KTK

adalah menambahkan kapur dan bahan organik.adalah menambahkan kapur dan bahan organik.

dit 07 10 sifat kimia tanah compatibility mode

Documents