pergerakan unsur hara dalam tanah1

7/31/2019 Pergerakan Unsur Hara Dalam Tanah1

1/19

PERGERAKAN UNSUR HARA DALAM TANAH

Disarikan oleh:Soemarno, tanahfpub-2009

Penyerapan hara oleh TanamanPenyerapan garam-garam mineral dari tanah oleh akar tanaman

lazimnya disebut dengan istilah penyerapan mineral. Unsur mineral yangdiperlukan oleh tanaman ada di dalam larutan tanah. Mineral-mineral iniada dalam bentuk ion-ion dalam larutan tanah, dapat berupa kation atauanion. Ion-ion penting yang diserap oleh tanaman adalah H+, K+, Na+, Ca++,Mg++, CI-, H2PO4-, dll.

From the soil solution, the ions penetrate into the root cells: Entryof one type of ion into the cell must be accompanied by the entryof another type of ion of equal electrostatic charge. That is, equalAmount of anions and cations are absorbed. The monovalentcations such as K+, Na+ etc. are more rapidly absorbed than saltsof bivalent or polyvalent cations such as Mg4"1", Ca"1"1" etc.Sometimes, plants take up different amounts of anions andcations. In such cases of unbalanced ratio of cations and anions,the equilibrium is maintained by certain changes in the ioniccomposition of cell sap arid the salt solution. For example, whencation uptake is more, the cell produces organic acids (K-COOH).The anions (R-COO") of organic acids remain in the cell and the

cations (H+) of organic acids move out into the external medium .to compensate for the cations taken in.

Sumber : www.theresilientearth.com/%3Fq%3...oaks-co2

1


2/19

Sumber : www.tutornext.com/help/in-passiv...the-cell

Kramer identified two methods of nutrients and water absorption,passive and active processes. The two terms suggest only the role of theroot in the process and should not be confused with similar terms used indescribing transport across cell membranes.

(a) Penyerapan air secara pasif, dalam hal ini :(i) Akar tanaman hanya perperan secara pasif;(ii) The actual force for absorption develops in the aerial parts (shoot).

It is transpiration. It creates a tension or negative pressure (= pullingpressure) because of lowered *Kv in the leaves.(iii) The tension is transmitted to the xylem of roots, and then to the root

hairs. Soil water passively moves through the root hairs along thispath, quite rapidly, as if it is pulled from above.

(iv) Thus passive water absorption closely follows transpiration. About95% of the total water absorbed is through this method.

(b). Penyerapan air secara aktif.According to this theory it is the activity of roots that is responsible

for water absorption. The process does not depend on any activity in theshoot. Therefore living root cells in an active state of metabolism arerequired for this. The process can occur in one of the following two ways:

(i) Non-Osmotic Water Absorption was suggested by Bennet-Clarkin 1936. This theory assumes that water is absorbed actively butby nonosmotic mechanisms.(a) It is suggested that the energy necessary for the process comes

from respiration. The evidence in favour of this is that respiratorypoisons like cyanide inhibit this process. Low oxygen availability andlow temperatures also inhibit the process.

(b) The evidence available today supports this view. It is seen that theroot hairs always remain turgid. This is because their solutepotential (Ts) is always higher than that of the soil solution. The highsolute potential is maintained by actively absorbing mineral ionsfrom the soil solution. The plasma membrane of the root hairs

2


3/19

contains transport proteins. These can pump specific ions against a

concentration gradient, by using energy from ATP. The gradientcauses water to enter the root hairs by osmosis.(c) Therefore energy is expended for mineral ion transport and not for

osmosis. Such a non-osmotic absorption can occur even in theabsence of transpiration. This happens at night when theatmospheric humidity is high (almost 100%) and transpiration doesnot occur. Even under such circumstances water absorptioncontinues.

(ii) Osmotic Water Absorption was suggested by Priestley (1727) and Atkins(1916). According to this theory soil water is in the form of a soil solutionbecause a number of mineral salts are dissolved in it. Still it is hypotonicto cell sap of root hair. Therefore soil water moves along the gradient

into the root hairs by endosmosis.(a) The entire root cortex between the root hairs and xylem vessels actsas a semipermeable membrane. It is suggested that xylem vesselsmaintain a higher solute content by expenditure of energy.

(b) Root pressure, (Section 8.5.ii), probably, contributes to active waterabsorption. Root pressure is a positive or pushing pressure. It canbe demonstrated in some plants in which sap is seen to exude fromthe cut end of a stem.

Aliran Massa

Aliran massa (mass flow) dan diffusi merupakan dua proses yangmenyebarkan bahan terlarut dalam profil tanah seperti pupuk dan pestisida.Kata diffusi berarti suatu penyebaran yang disebabkan oleh pergerakanpanas secara acak, sebagai gerak Brown dari partikel koloid. Dalam hal iniperpindahan terjadi oleh adanya perbedaan konsentrasi larutan pada duatempat yang berjarak tertentu dimana pergerakan terjadi dari konsentrasiyang tinggi ke konsentrasi yang rendah. Aliran massa atau aliran konveksiberbeda dengan difusi kerena pergerakannya terjadi oleh adanyaperpindahan air atau gas.

Proses aliran massa dan difusi terjadi oleh sifat-sifat fisika yangberbeda dan arah geraknya berbeda. Aliran massa suatu zat dalam larutantanah akan bergerak dari daerah yang berair ke daerah yang kering.

Sedangkan difusi justru berlawanan, yaitu dari daerah yang berkonsentrasitinggi ke konsentrasi rendah (daerah yang banyak air). Walaupunprosesnya berbeda tetapi di dalam tanah berlangsung secara simultan ataubersama-sama.

Kedua proses pergerakan, baik difusi maupun aliran massa, sangatpenting dalam memindahkan unsur hara dari suatu tempat ke dekatpermukaan akar, agar dapat diserap oleh akar tanaman. Hal ini terjadi bagiunsur hara P, K, Ca, Mg, S dan sebagainya; tetapi bagi unsur hara N,terutama NO3- , justru pergerakan tersebut bukan saja berperanmemindahkan ke dekat akar tetapi dalam pengangkutan yang menjauhiakar atau biasa dikenal sebagai tercuci/terlindi.

3


4/19

Sumber : blogs.p2pu.org/afforestation/gro...n-board/

Unsur hara nitrogen NO3- dalam tanah sangat dibutuhkan oleh

tanaman, maka usaha peningkatan efisiensi pemakaiannya perluditingkatkan. Salah satu caranya adalah dengan mempelajaripergerakannya ke akar tanaman dan pergerakan yang menjauhi akar(pelindian). Dengan demikian kajian atas gerakan difusi dan aliran massadi dalam tanah merupakan suatu hal yang penting bagi pemupukan.

Sumber : www.haytalk.com/forums/content/b...lant-33/

Pergerakan Hara Dalam Tanah

4
http://www.haytalk.com/forums/content/b...lant-33/http://www.haytalk.com/forums/content/b...lant-33/


5/19

Berbagai komponen tanah bergerak dari satu tempat ke tempat

lainnya melalui proses aliran massa dan difusi. Selain kedua prosestersebut perpindahan komponen tanah dapat juga terjadi melalui prosespergerakan mekanik. Proses yang terakhir merupakan ciri khas tanah-tanah yang mempunyai sifat Self Mulching.

DifusiProses difusi menghasilkan gerak termal bebas dari suatu ion,

atom, molekul. Suatu komponen yang tidak bermuatan akan bergerak darilarutan yang berkonsentrasi tinggi ke larutan yang berkonsentrasi lebihrendah. Laju perubahan dari konsentrasi larutan, tergantung dariperbedaan Konsentrasi awal dari dua volume larutan atau jarak dari

keduanya. Selain itu laju difusi juga ditentukan oleh temperatur larutan.Jumlah aliran per satuan waktu dirumuskan sebagai: (Nye dan Tinker,1977; Wild, 1981)

J= -D C/X

dimana :J = Kerapatan aliran (flux) larutan tanah melalui bidang 1 cm2

(mol/cm2/detik).C = Konsentrasi larutan (mol/cm1.X = Jarak tempuh.D = Koefisien difusi (cm2/detik).

Formula di atas dikenal dengan rumus Ficks I. Apabila lajuperubahan konsentrasi dikaitkan dengan waktu maka persamaan menjadi:

C/t = D (C/X)

dimana :C/t = laju perubahan konsentrasi berdasakan waktu.C/X = gradien laju perubahan konsentrasi berdasarkan jarak.

Rumusan ini dikenal sebagai persamaan Ficks II.Pada ion yang mempunyai muatan, gerakkannya tidak hanya

dipengaruhi oleh potensial gradien kimia saja tetapi juga oleh potensiallistrik yang dihasilkan oleh muatan ion yang ada dalam larutan. Olehkarena itu, ion yang bermuatan akan bergerak dengan pengaruh elektro-kimia.

Difusi dalam Bentuk Gas

5


6/19

Komposisi gas dalam tanah berubah menurut ruang dan waktu,

sebagai akibat dari hasil respirasi perakaran tanaman, mikroorganisme danfauna tanah. Oksigen dikonsumsi sedangkan karbondioksida dilepaskan,beberapa gas lain seperti methan, ethylen dan nitrous oksidamenyebabkan perubahan konsentrasi gas dalam tanah. Difusi gas terjadiapabila terdapat perbedaan konsentrasi gas antara tanah dan atmosfir diatas permukaan tanah, dan juga terjadi dalam tanah karena perbedaansetempat dalam pemakaian dan pelepasan gas.

Kegiatan respirasi dalam tanah menyebabkan konsentrasi CO2lebih tinggi dan 02 lebih rendah dalam tanah dibandingkan dengan udara diatasnya. Fluks CO2 dari perubahan tanah bervariasi dari 1,5 gim2/hari dimusim dingin sampai lebih dari 25 g/m2/hari untuk daerah tropik (Russel inWild, 1981).

Konsentrasi CO2 clan O2 dalam tanah atau dalam berbagaikedalaman tanah dapat dihitung dengan menggunakan teori difusi. Jikasuatu gas berdifusi melalui penampang A selama waktu t, maka koefisiendifusi dihitung dengan dengan persamaan (Wild, 1981):

QlD= -------

AtCe

dimana :

D = koefisien difusi (cm2/detik).Q = massa gas yang hilang dalam silinder.l = panjang silinder (cm).A = luas penampang silinder (cm2).Ce = konsentrasi penjenuhan gas (g/cm3).

Apabila koefisien difusi dalam tanah adalah Ds dan koefisien difusidalam udara adalah D, maka hubungan keduanya dapat ditulis denganpersamaan :

Ds = a D

Dimana a adalah volume ruang pori yang terisi udara.

Beberapa hubungan antara Ds/D dan a dilaporkan sebagai berikut(Wild, 1981) :

Ds/D = 0,66 a (Penman, 1940).Ds/D = a 3/2 (Marshall, 1959).Ds/D = a 4/3 (Millington, 1959).

Nilai koefisien difusi O2 dan CO2 di udara berkisar antara 0,1 -0,2cm2/detik; sedangkan dalam air kurang lebih 10-5 cm2/detik. Oleh karena

6


7/19

itu pada gradient konsentrasi yang sama, difusi O2 dan CO2 dalam udara

10.000 kali lebih besar dibandingkan dalam air.

Difusi dalam Bentuk Larutan

Apabila pupuk, pestisida dan benda terlarut lainnya ditambahkandalam tanah maka akan tercipta konsentrasi larutan yang tinggi yangsemakin lama akan menurun karena adanya difusi. Gradien konsentrasijuga terbentuk karena adanya pengambilan hara oleh akar danmikroorganisme tanah yang menyebabkan adanya gerakan secara difusi.

Dalam beberapa hal, koefisien difusi dalam larutan murni dianggapkonstan, dan sama untuk semua ion. Sebaliknya koefisien difusi dalam

tanah (Ds) biasanya lebih kecil dibandingkan koefisien difusi dalam larutanmumi (D1). Koefisien difusi dalam tanah berbeda antar ion dan menurutsifat-sifat tanah.

Tiga sifat tanah yang mempengaruhi koefisien difusi, yaitu:1. Kandungan air tanah.2. Saluran difusi yang berliku-liku.3. Proporsi ion terdifusi dalam larutan.

Pada umumnya difusi berada dalam larutan dan jarak lintas yangharus dilalui dalam tanah adalah proposional dengan areal dalam tanahyang ditempati larutan.

Ds 1.D1

dimana: 1 = volume fraksi air dalam tanah.

Difusi dalam tanah dihambat oleh butir-butir penyusun tanah,sehingga jalan yang dilalui menjadi berliku-liku. Oleh karena itu difusidalam tanah dapat ditulis :

Ds f1D1

dimana : f1 = faktor penghambat.Berdasarkan faktor penghambat bervariasi menurut kandungan air

dalam tanah. Pada tanah kering jalan yang dilalui proses difusi menjadilebih berliku-liku.

Dalam larutan bebas nilai f1 = 1; tanah jenuh air ~ 0,4; kapasitaslapang ~ 0,2 dan pada titik layu ~0,01. Dengan memperhatikan adanyajalan yang berliku-liku dan kandungan air dalam tanah, maka fluksmenjadi :

Js = -D1 f1 1 ((C1/X)

7


8/19

dimana C1 = konsentrasi ion yang terdifusi dalam tanah.

Persamaan tersebut hanya berlaku untuk ion yang tidakteradsorbsi, untuk ion yang teradsorbsi pada permukaan liat makakoefisien difusi yang terjadi :

Js = -D1 f1 1 (C1/C)

dimana: (C1/C) = kapasitas buferC1 = konsentrasi dalam larutan.C = konsentrasi dalam tanah, termasuk dalam larutan

Sumber : www.treecaretips.org/Fertilizati...8_p8.htm

Permukaan Partikel Tanah

Mobilitas ion tertukar pada permukaan liat murni terutamadipengaruhi pengembangan lapisan liat dan ketebalan air di antara lembaralumino-silikat. Anion yang secara spesifik diikat permukaan liat atauoksida mempunyai mobilitas permukaan yang dapat diabaikan karenaterikat secara kovalen. Sementara itu adsorbsi anion non-spesifik pada

muatan positif liat, dapat lebih mobil. Hal ini mempengaruhi koefisien difusitetapi dapat diabaikan.

Soil is made up of many components. A significant percentage ofmost soil is clay. Organic matter, while a small percentage of

most soil is also important for several reasons. Both of these soilfractions have a large number of negative charges on their

surface, thus they attract cation elements and contribute to ahigher CEC. At the same time, they also repel anion nutrients

("like" charges).

8


9/19

Sumber : www.spectrumanalytic.com/support..._sat.htm

Aliran Massa

Aliran massa dalam tanah disebut juga konveksi, meliputipergerakan dalam fase larutan maupun gas. Hujan dan air irigasi bergerakdalam tanah dengan membawa nitrat atau ion lain yang terlarut.Evapotranspirasi tanaman mempengaruhi gerakan air bersama partikelyang terlarut.

Sumber : www.soils.org/publications/vzj/a.../2/3/368

9


10/19

Kecepatan Aliran Air

1. Laju Aliran air.Aliran terjadi apabila ada perbedaan potensial air pada bagian

tanah. Potensial air dipengaruhi oleh potensial matrik, potensial gravitasidan potensial osmotik. Laju aliran dapat diulis dangan persamaan (Wild,1981):

V = -k (H/X)

dimana: V = Laju aliran (cm/detik).k = koefisien hantaran air (cm/detik).H = total potensial air.

Laju aliran dalam tanah jenuh air bervariasi tergantung dari ukurandan kesinambungan pori.

2. Jumlah Aliran

Jumlah aliran air melalui profil tanah dihitung dengan :

Qo = P-R-E-T- W

dimana : Qo = Jumlah air yang bergerak ke bawah.

P = Hujan + lrigasiR = Aliran permukaanE = EndapanW = Kenaikan simpanan air tanah.

Kecepatan Aliran Benda Terlarut

1. Aliran Massa Ion yang Tidak Diadsorbsi.Air yang diberikan/ditambahkan dalam tanah, akan mendesak air

yang sudah ada. Akibatnya, air akan semakin jauh dari permukaan tanah.Bersama dengan, aliran air ke bawah, ion-ion seperti khlor dan nitrat yangtidak diadsorbsi oleh tanah akan tercuci dan tidak terjangkau akartanaman.

2. Aliran Massa Ion yang DiadsorbsiUntuk ion yang diadsorbsi gerakan relatif dalam flux air, banyak

ditentukan oleh koefisien adsorbsi (b). Jumlah benda terlarut yangdiadsorbsi tanah dituliskan bp/; p= berat volume dan = volumekandungan air. Dalam gerakan massa dari ion yang diadsorbsi, gerakanion lebih lambat bila dibandingkan dengan gerakan air ke bawah. Faktorperlambatan (RF) dirumuskan :

10


11/19

RF = Vs/V1 = ds/d1 = l/{l + (bpi / )}

dimana : Vs dan V1 = laju aliran dari ion dan air (cm/detik)ds dan d1 = jarak gerakan.

3. Dispersi

Dispersi yang disebabkan oleh aliran larutan disebut sebagaidispersi hidrodinamik. Aliran larutan melalui pasir kemungkinan dapatmenimbulkan empat macam pengaruh dispersi hidrodinamik, yaitu (Wild,1981) :

a. Laju aliran tinggi pada bagian tengah pori, sedangkan padadinding pori rendah.

b. Laju aliran lebih tinggi pada pori yang lebih besar.c. Aliran yang terjadi pada berbagai pori yang berliku-liku,

menghasilkan perbedaan jarak tempuh. Oleh karena itu lajualiran per unit panjang tanah berbeda.

d. Perbedaan kerapatan di antara larutan, khususnya jika larutanyang lebih pekat di bagian atas kolom vertikal. Larutan yangpekat akan mengalir ke bawah dengan pola menjari danmenimbulkan permukaan yang tidak rata.

Gerakan Mekanik

Pengkerutan dan pengembangan yang disebabkan perubahankandungan air tanah menimbulkan retakan dan saluran yang menyebabkanair dan gas melaluinya dengan mudah. Kondisi ini nampak pacta tanahyang disebut dengan Self-mulching Soil (Vertisol). Pada tanah ini terjadipembalikan solum tanah secara berangsur-angsur. Erosi air dan angindapat juga membalikan lapisan permukaan tanah dan subsoil kepermukaan, demikian juga binatang tanah seperti cacing dan rayap.Semua proses tersebut merupakan gambaran pergerakan hara yang

diakibatkan oleh proses mekanik.

PERGERARAKAN Unsur Hara dalam Tanah

Theories of Passive Absorption: Mass flow theoryAccording to this theory ions are absorbed by the root along with

mass flow of water under the influence of transpiration. This theory failed toexplain the salt accumulation against osmotic gradient. An increase intranspiration pull increases the uptake of ions by the roots. The uptake of

11


12/19

ions by free diffusion. Thus, mass flow of ions through the root tissues

occurs due to transpiration pull in the absence of metabolic energy.

Sumber : www.tutorvista.com/content/biolo...tion.php

Sumber : www.crops.org/publications/jeq/a...0/5/1829

Bersama unsur fosfor (P) dan kalium (K), nitogen (N) merupakanunsur hara yang mutlak dibutuhkan oleh tanaman. Bahan tanaman keringmengandung sekitar 2 sampai 4 % N; jauh lebih rendah dari kandungan Cyang berkisar 40 %. Namun hara N merupakan komponen protein (asamamino) dan khlorofil. Bentuk ion yang diserap oleh tanaman umumnyadalam bentuk NO3 dan NH4+ bagi tanaman padi sawah (Russell, 1973).

Begitu besarnya peranan N bagi tanaman, maka penyediaannyasangat diperhatikan sekali oleh para petani. Surnber N utama tanah adalahdari bahan organik melalui proses mineralisasi NH4+ dan NO3. Selain ituN dapat juga bersumber dan atmosfir (78 % NV melalui curah hujan (8 -10% N tanah), penambatan (fiksasi) oleh mikroorganisme tanah baik secarasembiosis dengan tanaman maupun hidup bebas. Walaupun sumber ini

12


13/19

cukup banyak secara alami, namun untuk memenuhi kebutuhan tanaman

maka diberikan secara sengaja dalam bentuk pupuk, seperti Urea, ZA, dansebagainya maupun dalam bentuk pupuk kandang ataupun pupuk hijau(Sanchez, 1976: Megel dan Kirkby, 1982). Nitrogen dapat dikatakansebagai salah satu unsur hara yang bermuatan.

Selain sangat mutlak di butuhkan , ia dengan mudah dapat hilangatau menjadi tidak tersedia bagi tanaman. Ketidak tersediaan N dari dalamtanah dapat melalui proses pencucian/terlindi (leaching) NO3 , denitrifikasiNO3 menjadi N2, volatilisasi NH4+ menjadi NH3, terfiksasi oleh mineralliatatau dikonsumsi oleh mikroorganisme tanah.

Bentuk NO3- lah yang selalu terlindi dan mudah larut, maka dikajipergerakannya ke permukaan akar agar tidak hilang sehingga merupakansuatu usaha ke arab efisiensi pemupukan.

Pergerakan N Dalam Tanah

Sebagaimana yang dikemukakan sebelumnya, bahwa larutan harayang di dalam tanah bergerak melalui proses difusi dan aliran massa(konveksi). Walaupun mekanismenya berbeda, namun berlangsung secarabersama-sama. Besarnya kerapatan aliran (fluks) dari larutan (solute)dirumuskan (Hillel, 1980; Scotter dan Tillman, 1991) :

J =qCi . ( l q l + Di)(Ci/z)

dimana: Ji = kerapatan aliran (fluks) larutan tanah (mol/m2/dt).q = kerapatan aliran (fluks) air (dari persen Darcy) (mldt).Ci = konsentrasi larutan tanah (mol/m3). = koefisien dispersivitas (m).Di = koefisien difusi molekuler (ionik) (m2/dt).z = kedalaman tanah atau jarak (m).

Banyaknya suatu larutan tanah (solute) yang diangkut dalam suatuwaktu menjadi suatu persamaan kontinuitas, yaitu :

Mi/t=Ji/z

dimana: Mi = jumlah solute yang ada dalam unit volume.t = waktu.

Pergerakan N di dalam tanah cukup sui it untuk diamati, karenaadanya proses transformasi yang tidak dapat dikendalikan, sepertiamonifikasi dan nitrifikasi (Nkurumah, et al. 1989). Walaupun demikian,beberapa literatur mengukur banyaknya N yang berpindah dalam suatuwaktu. Bila pupuk Urea yang diberikan ke dalam tanah, maka olehWagenet dalam Tillman dan Scatter (1991) menjadi :

Mu/t = -Ju/z -kuMu

13


14/19


15/19

f = faktor penghambat, berupa viskositas air, turtousitas angkutan

ruang pori dan proses adsorbsi tanah.

Khusus untuk difusi NO3-, faktor-faktor penghambat tersebut jugaberpengaruh. kecuali faktor adsorbsi ion, karena ion NO3- tidak teradsorbsidi permukaan koloid tanah (Wild, 1981). Disamping itu besarnya difusiNO3- dipengaruhi juga oleh besarnya ka (koefisien nitrifikasi) dan Ma(jumlah senyawa amonium dalam larutan tanah) sebagaimana persamaanindeks n (Tillman dan Scotter, 1991). Dengan sendirinya besar difusi NO3-di dalam tanah, secara tidak langsung dipengaruhi juga oleh faktor-faktoryang mempengaruhi nitrifikasi seperti pH tanah, air tanah, aerase tanahdan aktifitas bakteri nitrifikasi (Mengel dan Kirkby, 1982; Tillman danScotter, 1991).

Pergerakan NO3- melalui aliran massa jauh lebih besardibandingkan dengan pergerakan melalui difusi. Terkadang disebut,walaupun kurang tepat, bahwa pergerakan NO3- hanya secara aliranmassa. Russel (1973) menyajikan aliran massa NO3- dan dibandingkandengan beberapa ion lainnya, disajikan pada Tabel 2. Pada tabel tersebut,kolom (1) menunjukkan konsentrasi ion yang diperoleh dari kejenuhanbasa tanah (cukup bervariasi), kolom (2) menunjukkan aliran massa perminggu ke permukaan akar untuk transpirasi sebesar 2,5 cm dan kolom (3)menunjukkan besarnya penyerapan (up take) tanaman.

Tabel 2. Perhitungan Pergerakan Hara ke Akar tanaman oleh Aliran Massa

Hara Komposisi Larutantanah (1)

Jumlah / 2. 5 cmLarutan (2)

Besarnya serapantanaman (3)

......mg/cm.... ........kg/ha......... ...kg/ha/minggu..Nitrat 0,14 35 15Fosfor 3 X 10 8 X 10 1Kalium 8 X 10 2 10Magnesium 0,05 12 1Kalsium 0,4 100 1

*) Diasumsikan evapotranspirasi 2,5 cm/minggu = 2,5 X 10 cm/ha/minggu, sehingga kg harayang ditransfer ke akar/minggu oleh aliran massa sebesar = kolom (1) X 2,5, 10 .

Besarnya pergerakan NO3- secara aliran massa dipengaruhi olehbeberapa faktor, antara lain kadar dan potensial air tanah, porositas tanah,transpirasi dan faktor-faktor yang menentukan besarnya ka (koefisiennitrifikasi) dan Ma (jumlah senyawa dalam larutan tanah) menurutpersamaan indeks n. Aliran massa yang merupakan aliran air, menuruthukum Darcy, maka besarnya aliran (flux) sangat ditentukan sekali olehpotensial air tanah (potensial grafitasi, potensial matriks, potensialosmotik). Semakin besar beda potensial air tanah maka akan semakinbesar pula aliran (fluks). Pengaruh yang sama juga terjadi pada kadar airtanah, menurut persamaan (Hillel, 1980).

15


16/19

JV= ----- C

dimana: V = kecepatan rata-rata aliranJ = kerapatan aliran (flu:,) = kadar air tanah volumetrikC = konsentrasi zat larutan (solute).

Porositas tanah juga sangat menentukan aliran massa. MenurutPiseuille dalam Wild (1981) bahwa besarnya aliran berbanding lurusdengan r4 (dimana r = diameter pori tanah).

Transpirasi dan evapotranspirasi merupakan proses penguapan airdari dalam tanah baik melalui tajuk tanaman atau langsung dari tanah.Proses penguapan air ini akan mempengaruhi pula kepada besarnya lajualiran massa.

Sumber : en.wikipedia.org/wiki/Evapotranspiration

Pergerakan Kation Dalam Tanah

16


17/19

Pergerakan kation dalam pori tanah dengan cara Elektro-Osmosis.

The cations that are attracted to the surface of the particle can beseparated into two regions. The first region consists of cations,which are held tightly to the particle. This region is called the Sternlayer. The second layer is the diffuse layer, where a layer ofattracted but mobile cations extends into the surrounding liquid.These cations are attracted to the surface by the electricalpotential but contumely move away from the particle because ofthermal f luctuations. The concentration of cations in the doublelayer diminishes as the distance from the surface of the particleincreases. Ultimately, the double layer blends into free water.

Electro-osmosis occurs in clay soils when cations in the double layer aredriven by the application of an electrical field, and as a result, a velocity field in

the pore fluid develops, as shown in this following figure. The velocity distributionchanges rapidly near the particle's surface, but then becomes flat at the edge ofthe double layer. Therefore, electro-osmotic flow appears as plug flow throughthe pores of soil.

Sumber : www4.uwm.edu/radon/yoon/

Pergerakan amonium di dalam tanah sangat kurang dikaji. Hal inidisebabkan pada lahan kering bentuk NH4+, melalui proses nitrifikasi, akansegera berobah menjadi N03- yang merupakan bentuk yang tersedia bagitanaman. Hanya tanaman padi sawah saja yang menyerap N dalam bentukNH4+, maka pengkajian tentang NH4+ biasanya ditekankan pada tanah-tanah sawah. Sebagaimana halnya NO3-, NH4+ di dalam tanah jugamudah bergerak (mobil) melalui proses difusi maupun aliran massa.Banyaknya NH4+ yang bergerak per satuan waktu dirumuskan padapersamaan amonium. Dari persamaan tersebut terlihat bahwa pergerakanNH4+ dipengaruhi oleh faktor ku (konstanta hidrolisis urea), Mu (jumlahsenyawa amonium yang ada dalam tanah), ka (koefisien nitrifikasi) dan Ma(jumlah senyawa amonium yang ada dalam tanah). Sehingga pergerakan

17


18/19

NH4+, selain dipengaruhi oleh faktor-faktor pergerakan (aliran massa dan

difusi) secara umum, juga itentukan oleh besarnya hidrolisis urea (sepertienzim urease, air tanah) dan faktor penentu nitrifikasi (seperti pH, air tanah,aktivitas bakteri nitrifikasi).

Sumber : theconstructor.org/geotechnical/...il/1858/

Apabila dibandingkan dengan NO3-, maka pergerakan NH4+ justrujauh lebih lambat. Keadaan ini dikarena oleh beberapa sebab, antara lain:

a. Kation NH4+ merupakan kation yang dapat teradsorbsi dipermukaan koloid tanah, sehingga gerakan difusinya akan lebihkecil dibandingkan NO3- yang senantiasa bebas di larutantanah (Wild, 1981).

b. Kation NH4 + di tanah sawah yang jenuh air lebih kecil aliranmassa yang terjadi, karena aliran (flux) berbanding terbalikdengan kadar air tanah, sebagaimana persamaan kecepatanrata-rata aliran (Hillel, 1980).

c. Kation NH4 + adakalanya terfiksasi di antara dua lempengmineralliat, umumnya yang bertipe 2 : 1 (Mengel dan Kirkby,1982) sehingga tidak mungkin berpindah baik secara difusialiran massa.

18


19/19

DAFTAR PUSTAKA

Barraclough, D and P.H. Nye. 1979. The Effect of Molecular Size onDiffusion Charracteristics in Soil. Journal of Soil Science. 30: 29 -42.

Hillel, D. 1980. Fundamentals of Soil Physics. Academica Press.Mengel, K and E.A. Kirkby. 1982. Principles of Plant Nutrition 3rd edition

International Potash Institute. Warblaufen-Bern Switzerland.Nkrumah, M., S.M. Griffith, N. Ahmad, and F.A. Gumbs. 1989. Lysimeter

and Field Studies on 15N in a Tropical Soil. Plant and Soil. 114: 3 -12.Nye, P.H and P.B. Tinker. 1977. Solute Movement in The Soil-Root

System. Blackwell Scientific Publ.Russel, E. W. 1973. Soil Condition and Plant Growth 10th edition

Longman-ELBS, London.

Sanchez, P .A. 1976. Properties and Management of Soils in The Tropics.John Wiley & Sons. New York.

Scotter, D.R. and R. W. Tillman. 1991. Movement of Solute associated withIntermittentSoil Water Flow I. Tritium and Bromide. Aust.J. Soil Res.29: 175 - 183.

Tillman, R.W and D. R. Scotter. 1991. Movement of Solute associated withIntermittent Soil Water Flow II. Nitrogen and Cation. Aust.J. Soil Res.29 : 185 - 196.

Wild, A. 1981. Mass Flow and Diffusion in D.J. Grreenland and M.H.B.Hayes (eds). The Chemistry of Soil Processes. John Wiley & SonsNew York.

19

pergerakan unsur hara dalam tanah1

Documents