KEMASAMAN TANAH Sri Rahayu Utami PENGELOLAAN TANAH
H 2 O 2 H + + O -2 ph = - log [ H + ] H + OH - H + OH - H +OH - Acid ph = 6.0 Neutral ph = 7.0 Alkaline ph = 8.0
Acidity Neutrality Alkalinity Gambut masam Tanah alkalin
SUMBER KEMASAMAN TANAH H dd H+ Kation aluminium: MISEL Al Al 3+ Al(OH 2 ) 3+ 6 + H 2 O Al(OH 2 ) 2+ 5 + H 3 O + Al(OH 2 ) 4 + + H 2 O Al(OH2) 3 0 + H 3 O + Al(OH 2 ) 3 0 + H 2 O Al(OH 2 ) 2 + H 3 O + Bahan Organik Tanah: R-COOH >>> R-COO - + H +
Soil ph & nutrient availabilit ty Al B Cu and Zn Fe Mn N P K Mg and Ca S Mo Fungi Bacteria & Actinomycetes 4 5 6 7 8 9 10 Soil ph
Problem Kemasaman Tanah Ketersediaan Unsur Hara Suasana fisiologis larutan tanah tidak sesuai bagi proses-proses pertumbuhan akar tanaman Keracunan unsur hara mikro Gangguan akibat tingginya ketersediaan/kelarutan kation aluminium Menurunkan kemasaman tanah = Menaikkan ph tanah = pengapuran Gangguan kehidupan jasad renik tanah
HUBUNGAN ph dan KEJENUHAN Al ph tanah 5.4 5.1 Ultisols & Oxisols 4.8 4.5 4.2 3.9 10 20 30 40 50 60 70 % kejenuhan Al
% hasil maks. HUBUNGAN KEJENUHAN Al dan HASIL 100 80 Ultisols & Oxisols 60 40 r = 0.93** 20 0 10 20 30 40 50 60 70 % kejenuhan Al
1. Konsentrasi Al dlm larutan tanah > 1 ppm menyebabkan penurunan hasil tanaman 2. Tembakau dan kentang sangat peka thd Al +++ dlm tanah, terutama akarnya (tebal, kaku dan bercak-bercak, 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, >>> gejala defisiensi Ca dan P.
1. Gangguan pertumbuhan tanaman pd tanah masam dapat juga disebabkan oleh defisiensi Ca dan/atau Mg 2. Gangguan akar tembakau pd Ultisol yg tidak dikapur disebabkan oleh keracunan Al dan defisiensi Ca. 3. Kalau Al diendapkan (dg menggunakan MgCO3 ) dan tanpa Ca, pertumbuhan akar tembakau akan berhenti dalam waktu 60 jam. 4. Tanah masam di daerah tropis dapat defisien Ca tanpa menunjukkan masalah toksisitas Al.
TOKSISITAS Al & DEFISIENSI Ca thd AKAR TEMBAKAU % maks. pemanjangan akar 100 Dikapur CaCO3, ph 5.8, 4.4 meq Ca++ 80 60 Dikapur MgCO3, ph 5.6, 0.4 meq Ca++ 40 20 Tdk Dikapur, ph 4.2, 0.4 meq Ca++ 0 1 2 3 waktu (hari)
EFEK Al thd PERTUMBUHAN AKAR Tanah ph Al dd % Kejenuhan Berat kering akar tanaman me/100 g Al Jagung Sorghum (mg/pot) Ultisol 4.8 4 40 931 400 4.5 6 57 874 296 3.9 11 87 209 19 Oxisol 4.8 3 52 687 345 4.5 4 70 630 126 4.0 5 87 389 128
Status Al 1. Nilai M (Bilangan Mohr) M = (Al/CEC ph7 ) x 100 Gandum 15, kacang 20; jagung 35, padi 35-40; ubikayu, teh 50 2. Nilai m (Bilangan Kamprath) m = (Al/muatan permanen) x 100 0-10 no problem; kapas 10, kedelai 20, jagung 45 3. Nilai r - Kamprath M = (Al/jml kation basa) x 100 30 limit umum
PERBAIKAN KESUBURAN Peningkatan ketersediaan hara Penurunan toksisitas Al Peningkatan KTK Peningkatan ph Sistem bera Pemberian BO Pengapuran Menyelaraskan alam
BUFFERING CAPACITY TANAH ke ph5 5.5-6.0 6.5-7.0 7.0-7.5 Ultisols 2.5 4.0 6.0 10.0 Oxisols 0.4 2.1 6.7 27.5 Andisols 0.7 5.6 9.5 16.0
JENIS TANAMAN yg sesuai pada TANAH MASAM (dg KEBUTUHAN KAPUR MINIMUM) Kebutuhan Kejenuhan ph kapur Al (t/ha) (%) Varietas tnm yg toleran 0.25-0.5 68-75 4.5-4.7 Gogo, ubikayu, mangga, mente Jeruk, Nanas, Centrosema, teh 0.5-1.0 45-58 4.7-5.0 Cowpea, 1.0-2.0 31-45 5.0-5.3 Jagung, Black bean
MEKANISME TOLERANSI / KEPEKAAN TANAMAN thd Al dlm TANAH 1. Morfologi akar. toleran Al: akar mampu tumbuh dan ujung akar tidak rusak 2. Perubahan ph rhizosfer. toleran Al: mampu menaikkan ph zone rhizosfernya peka: menurunkan ph tsb. diduga akibat dari penyerapan anion diferensial-selektif, sekresi asam organik, CO 2 dan HCO 3-. 3. Lambatnya translokasi Al ke tajuk. Varietas yg toleran Al mengakumulasikan Al dlm akar, dan mentranslokasikan ke tajuk secara lebih lambat dp jenis yg peka.
MEKANISME TOLERANSI / KEPEKAAN TANAMAN thd Al dlm TANAH 4. Al dalam akar tidak menghambat penyerapan dan translokasi Ca, Mg dan K dlm varietas yg toleran Al. kedelai thd Al : penyerapan dan translokasi Ca. kentang thd Al : translokasi Mg dan K. padi thd Al : tingginya kandungan Si dlm tanaman. 8. Varietas yg toleran Al tidak mengalami hambatan penyerapan dan translokasi fosfat
Beberapa contoh tanah masam Ultisols Alfisols Oxisols
Histosol TANAH SULFAT MASAM
FLUVISOLS dominant assosiasi inklusi campuran
HISTOSOLS dominant assosiasi inklusi campuran
TANAH GAMBUT DI INDONESIA
PROSES yang terjadi pada tanah gambut 1. Pembentukan pirit - Reduksi ion sulfat > sulfit oleh bakteri - Oksidasi parsial sulfit > sulfur element, or ion polisulfit - Pembentukan besi monosulfit (FeS) - Pembentukan pirit dg penggabungan FeS dan S Fe 2 O 3(s) + 4SO -2 4 (aq) + 8 CH 2 O + ½ O 2 (aq) 2 FeS 2(s) + 8 HCO 3 - (aq) + 4 H2O
Pra-kondisi pembentukan pirit - Lingkungan yg reduktif (tergenang air, kaya BO) - Sumber sulfat larut (air laut, air tanah kaya sulfat) - Bahan organik (oksidasi BO menyumbang elektron ut sulfat > sulfit) : SO 2 4 + 2 CH 2 O >>> H 2 S + 2 HCO - 3 - Sumber besi (sedimen kaya besi oksida/hidroksida, dlm kondisi reduksi: Fe 2+ ) - Waktu
2. Oksidasi pirit = proses pemasaman - FeS 2 + ½ O 2 + 2H + >>> Fe 2+ + 2S + H 2 O - S + 3/2 O2 + 2H 2 O >>> 2H + + SO 4-2FeS 2 + 9/2 O 2 + (n+2)h 2 O >>> Fe 2 O 3.nH 2 O + 2SO -2 4 + 4H + - FeS 2 + Fe 3+ >>> Fe 2+ + 2S
- FeS 2 + 14 Fe 3+ + 8H 2 O >>> 15Fe 3+ + 2SO -2 4 + 16H + - Fe 2+ + 1/4 O 2 + H + >>> Fe 3+ + 1/2 H 2 O - FeS 2 + 15/4 O 2 + 7/2H 2 O >>> 15Fe(OH) 3 + 2SO 4-2 + 4H + Oksida besi Pd ph>4, atau oksidasi sgt aktif, oksi-hidroksida besi dipresipitasikan - 2FeO.OH >>> Fe 2 O 3 + H 2 O
jarosit - FeS 2 + 15/4 O 2 + 5/2H 2 O + 1/3 K + >>> 1/3 KFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 + 4/3SO 4-2 + 3H + - Pada ph lebih tinggi, Jarosite metastabil, terhidrolisa menjadi besi oksida sulfat - KFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 >>> 3FeO.OH + K + + 3H + + 2SO 4-2 - CaCO 3 + 2H + + SO 4-2 >>> CaSO 4.2H 2 O + CO 2
Hidrolisa silikat dan aktivitas Al - Al 3+ + 3H 2 O >>> AlOH 3 + 3H + 3. Reduksi - Fe(OH) 3 + 2H + + ¼ CH 2 O >>>> Fe 2+ + 11/4 H 2 O + ¼ CO + ¼ CO 2 Kecepatan proses pemasaman - karbonat - Kation basa dpt ditukar - Silikat mudah lapuk
- karbonat CaCO 3 >>>> Ca 2+ + CO 3-2 CO 3-2 + H 2 O >>> HCO 3 - + OH - HCO 3 - + H 2 O >>> H 2 CO 3 + OH - H 2 CO 3- >>> H 2 O+ CO 2 - silikat Si O SiO 4 4- + H 2 O SiO 3 (OH) 3- + OH -