Keasaman tanah dan pengapuran

Konsep Keasaman Tanah

Konsep Kemasaman Tanah adalah salah satu prinsip dasar kimia tanah yang mengindikasikan reaksi tanah (pH tanah).

Nilai pH tanah : kemasaman atau kebasaan relatif suatu tanah. Kedudukan ion H+ dalam tanah. Skala pH mencakup dari nilai 0 (nol) hingga 14.

*Tanah bereaksi netral → jika pH tanah = 7,0. *Tanah bereaksi basa/ alkali → Jika pH tanah > 7,0. *Tanah bereaksi asam → Jika pH tanah < 7,0.

pH = - log [H+]

Rumusan ini menunjukkan bahwa : “setiap perubahan satu unit pH tanah berarti terjadi perubahan 10 kali dari jumlah kemasaman (konsentrasi H+) atau kebasaan (konsentrasi OH-)”.

Penyebab keasaman tanah

Bahan induk tanah Keasaman oleh air hujan dan pelindian Pemupukan Oksidasi mineral sulfida Hidrolisis Aluminium Nutrisi tanaman Dekomposisi bahan organik Hujan asam

Proses pelapukan batuan menghasilkan dua macam material bahan induk yang siap diproses menjadi tanah, yaitu : Bahan residual (sedimentary materials) :

Bahan mineral yang terbentuk dari hasil pelapukan batuan in situ (asli), sehingga mempunyai susunan kimiawi yang bergantung sepenuhnya pada batuan asli.

Bahan angkutan (transported materails) : Bahan hasil pelapukan yang dipindahkan dari tempat asli.

Bahan Induk Tanah

Klasifikasi batuan berdasarkan kandungan silika (SiO2)

Batuan masam Batuan netral/ intermedier

Batuan basa

kadar silika > 65% kadar silika 55-65% kadar silika < 55%

Granit, rhiolit, gneis Diorit, andesit. Gabro, basalt, diabase, batu kapur.

Keasaman oleh Air Hujan & Pelindian

Curah hujan berlebih penyebab efektif hilangnya kation-kation basa (K+, Ca2+, Na+, Mg2+) dari larutan tanah dan digantikan H+ dan Al3+ (kation penyebab masam).

Di atmosfer, air hujan akan berkeseimbangan dengan CO2 yang dapat menyebabkan kemasaman tanah s/d pH 5,6 :

H2O + CO2 ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3- ↔ 2H+ + CO3

2-

Proses terjadinya leaching unsur basa Akibat CH tinggi

H+H+ Al3+ K+ H+Na+ K+Ca2+ Ca2+ Mg2+

Misel tanah

H+H+ Al3+ Al3+ H+Na+ H+Al3+ H+Al3+ Al3+

Tanah masamK+ Ca2+ Ca2+ Mg2+

Mg2+ K+

Dalam larutan tanah

Pemupukan Beberapa jenis pupuk bersifat masam dan menjadi sumber

kemasaman dalam tanah.

Pupuk N N-amonium yang diberikan ke dalam tanah, maka ion amonium akan teroksidasi (nitrifikasi) dan menghasilkan ion H+ Amonium nitrat :

NH4NO3 + O2 ↔ NO3- + 2H+ + H2O

Urea : (NH2)2CO + 4O2 ↔ 2NO3

- + 2H+ + CO2 + H2O

Amonium sulfat : (NH4)2SO4 + 4O2 ↔ 2NO3

- + 4H+ + SO42- + H2O

Pupuk P : Ca(H2PO4)2 + 2H2O ↔ CaHPO4 + H3PO4

Oksidasi mineral sulfida

Mineral sulfida, seperti FeS2 (tanah bekas tambang, gambut, reklamasi mangrove).

FeS2 bila teroksidasi akan menghasilkan keasaman yang sangat luar biasa (bisa mencapai pH 2-3) :2FeS2 + 6H2O + 7O2 ↔ 4SO4

2- + 8H+ + 2Fe(OH)2

Reaksi ini tejadi pada tanah sulfat masam (TSM), yg terbentuk di daerah rawa gambut yg pada kedalaman tertentu terdapat lapisan mineral pirit.

Hidrolisis AluminiumPelarutan Gibsit : Al (OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3 H2O

• Al3+ + H2O → Al(OH)2+ + H+

• Al(OH)2+ + H2O → Al(OH)2+ + H+

• Al(OH)2+ + H2O → Al(OH)3 + H+

Nutrisi Tanaman

pH & Ketersedia

an Hara

Ca dan Mg:Ketersediaan maksimum: pH = 6 - 8.5Ketersediaan minim pada tanah dg : pH < 4.0

N, K dan S:Ketersediaan maksimum: pH > 6 Ketersediaan minim pada tanah dg : pH < 4.0Fosfat :Ketersediaan maksimum: pH = 6 - 7.5 Ketersediaan minim pada tanah dg : pH < 4.0

Fe, Mn,Zn, Cu,Co :Ketersediaan maksimum: pH < 5.5 Ketersediaan minim pada tanah dg : pH > 7.5

Bakteri & Aktinomisetes :Ketersediaan maksimum: pH > 5.5 Ketersediaan minim pada tanah dg : pH < 4.0

Mo: Ketersediaan maksimum pd pH > 6.5

N : aktivitas mikroorganisme.Penambatan N, proses ammonifikasi & nitrifikasi optimum di pH netral. pH ≤ 5,5 : aktivitas mikroorganisme terhambat.

K, Ca, Mg : pada pH masam umumnya sebagian mineralnya telah mengalami pelapukan intensif, terjadi pelindian ke luar dari profil tanah, dan tercuci oleh ion H, Al, Fe.

P : terkait kelarutan Al, Fe, Ca. Hara mikro (Fe, Mn, Zn, Cu, Mo) :

Fe : Fe(OH)3 ↔ Fe3+ + 3OH- Mn : MnCO3 ↔ MnO2

Zn : Soil-Zn + 2H+ ↔ Zn2+ Cu : Cu(OH)20 +2H+ ↔ Cu2+ +

H2O

Mo : Fe2(MoO4)3 ↔ MoO42- + Fe(OH)2

+

Organisme tanah : terkait penambatan N, amonifikasi, nitrifikasi, perombakan bahan organik.

Pengaruh pH terhadap Ketersediaan Hara :

Dekomposisi Bahan Organik

Hujan Asam

• Pada fase perombakan bahan organik lanjutan menghasilkan hasil sampingan berupa CO2, senyawa nitrogen sederhana, asam-asam organik, dan lain-lain.

• Ketika asam-asam amino penyusun protein mengalami dekomposisi menjadi asam asetat, gas hidrogen, dinitrogen, dan karbon dioksida menyebabkan pengasaman tanah.

2C3H7NO3 + O2 → 2HC2H3O2 + 3H2 + N2 + 2CO2

• Sumber : pembakaran batu bara & bbm yang membebaskan SO2 & NO2. Di atmosfer, senyawa gas ini larut dalam air hujan membentuk asam sulfat dan asam nitrat.

• Pengaruhnya kecil kecuali pada tanah-tanah sensitif (tekstur pasir dengan KTK rendah)

Permasalahan Akibat Keasaman Tanah

Keracunan Al : pada tanah masam Al menjadi lebih larut dan toksik.

Ketersediaan hara tanaman : pada umumnya terbatas.

Beberapa hara mikro lebih larut dan toksik : Fe, Mn,Zn, Cu.

Suasana fisiologis larutan tanah tidak sesuai bagi proses-proses pertumbuhan akar tanaman.

Gangguan kehidupan jasad renik tanah : aktivitas mikroorganisme siklus hara.

1. Konsentrasi Al dlm larutan tanah > 1 ppm menyebabkan penurunan hasil tanaman

2. Tembakau dan kentang sangat peka thd Al+++ dlm tanah, terutama akarnya. Gejalanya akar menjadi tebal, kaku dan becak-becak jaringan mati

3. Pertumbuhan akar jagung mulai terganggu pada kondisi 60% kejenuhan Al.4. Al cenderung terakumulasi dalam akar dan menghambat penyerapan dan

translokasi Ca dan fosfat menuju tajuk, sehingga mendorong defisiensi Ca dan P.

Bentuk meracun bagi tanaman.Al monomerik : Al3+, Al(OH)2

+, Al(OH)3, Al(SO4)+ , yang aktivitasnya semakin meningkat Dengan menurunnya pH (<5,5).

Pengelolaan Keasaman Tanah

PENGAPURAN Umumnya tanaman tumbuh baik pada tanah mineral dengan pH 5,8-

6,5. Legume : 6,2 & 6,8. Manfaat :

1. Menurunkan konsentrasi Al s/d tingkat tidak meracun bagi tanaman.

2. Meningkatkan ketersediaan hara tanaman (N, P, K, Ca, Mg, Mo, dll)3. Beberapa bahan kapur merupakan pemasok hara Ca dan Mg.4. Meningkatkan aktivitas mikroorganisme tanah.5. Memperbaiki struktur tanah, sebagai akibat aktivitas mikrobia

tanah dan residu tanaman.

Pengapuran Penanaman jenis tanaman yang toleran.

Pengelolaan Keasaman TanahPENGAPURAN Bahan kapur pertanian :

kapur pertanian : bahan yang senyawa Ca dan Mg-nya dapat menetralisir kemasaman tanah atau menurunkan aktivitas ion H dan Al di dalam larutan tanah.

Bahan Kapur Rumus Molekul Sifat-sifat

Kalsium karbonat (batu kapur giling)

CaCO3 Paling banyak digunakan, 40% Ca, KKE = 100%

Kalsium magnesium karbonat (dolomit)

CaMg(CO3)2 Kadar kalsium karbonat = magnesium karbonat, cocok untuk tanah masam miskin Mg, KKE = 109%

Kalsium oksida (kapur bakar)

CaO Batu kapur kalsit yang dibakar, mahal, KKE = 179

Kalsium hidroksida (kapur tembok)

Ca(OH)2 Bereaksi cepat pada tanah lembab, mahal, KKE = 135

Kalsium metasilikat CaSiO3 Banyak digunakan pada tebu dan padi, KKE = 86%

Pengelolaan Keasaman TanahPENGAPURAN Daya netralisasi bahan kapur :

Pengelolaan Keasaman TanahPENGAPURAN Ukuran Bahan Kapur (mesh)

1. Semakin halus bahan kapur, maka semakin cepat reaksinya dengan partikel tanah. Umumnya bahan kapur pertanian dapat bereaksi sempurna dengan tanah dalam waktu 3 tahun.

2. Semaikin tinggi nilai mess, semakin halus bahan yang melewati saringan. > 20 mess : bereaksi lambat. Laju reaksi meningkat sampai ukuran maksimum 100 mesh.

Penetapan kebutuhan kapur pada tanah-tanah tropika : Berdasarkan konsentrasi Al-dd (Aluminium dapat ditukar) yang ditetapkan dengan ekstraksi bersama 1N KCl. Pemberian kapur pada Ultisol dan Oxisol sudah mencukupi jika

sudah dapat menetralisir kemasaman s/d 20-25% kejenuhan Al (Kamprath, 1970). Pengapuran pada tanah-tanah tersebut direkomendasikan cukup s/d pH 5,5-6,0.

Pengelolaan Keasaman TanahCONTOH PERHITUNGAN KEBUTUHAN KAPUR Tanah masam dengan Al-dd = 1 me, maka akan dinetralkan oleh 1,5 me

Ca-dd (karena Al bervalensi 3, dan Ca bervalensi 2), sehingga : 1,5 me/100 g Ca = 1,5 x (40/2 mg /100 g) Ca = 30 mg/100 g Ca.

1 ha tanah, BV = 1,2. Maka : berat tanah = 2.400.000 kg. sehingga untuk menetralkan 1 me Al-dd diperlukan Ca sebesar := 2.400.000 g x (30 mg Ca/100 g)= 648 kg/ha Ca

Jumlah kapur (CaCO3) yang diperlukan sebesar := 100/40 x 648 kg/ha Ca= 1,620 kg/ha CaCO3

= 1,62 ton/ha CaCO3

Jika kadar Al-dd 2 me/100 g, maka diperlukan 3,24 ton CaCO3 untuk setiap ha tanah.

Pengelolaan Keasaman Tanah Waktu & cara pemberian kapur

waktu : kapan saja jika memungkinkan. cara : kapur harus diberikan ke tanah serata mungkin dan

dicampurkan ke tanah sampai kedalaman 10-15 cm. bahan kapur bersifat tidak mudah bergerak, dan akan mengubah

pH tanah jika telah kontak dengan tanah.

Trims