BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Latosol dan Karakteristiknya Latosol adalah tanah yang memiliki kadar liat lebih dari 60 %, struktur remah sampai gumpal, gembur, dan warna tanah seragam dengan batas-batas horizon yang kabur, solum dalam (lebih dari 150 cm), kejenuhan basa kurang dari 50
%,
umumnya
mempunyai
epipedon
umbrik
dan
horizon
kambik
(Hardjowigeno, 1989). Menurut Soepardi (1983), sifat lain yang menonjol dari Latosol adalah terbentuknya struktur granular. Keadaan ini meransang drainase dalam yang sangat baik. Selain itu, Latosol memiliki sifat kimia yang kurang baik, hal ini ditunjukkan oleh kandungan unsur-unsur hara yang rendah, kapasitas tukar kation rendah, dan kandungan basa-basa rendah, derajat kemasaman tanah tinggi, seskuioksida, Al-dd, dan Fe-dd yang tinggi (Rachim dan Darmawan, 1991).
2.2 Bahan Pembenah Tanah dan Karakteristiknya Bahan pembenah tanah merupakan bahan-bahan sintetis atau alami, bahan organik atau mineral berbentuk padat atau cair yang dapat memperbaiki sifat fisik, kimia, dan biologi tanah (Maftuhah, 2009). Menurut Dariah dalam Muslimah (2007), konsep penggunaan bahan pembenah tanah adalah: (1) pemantapan agregat tanah, (2) merubah kapasitas kemampuan tanah dalam menahan air, (3) meningkatkan kapasitas tukar kation (KTK). Banyak contoh bahan pembenah tanah, salah satunya adalah humika. Humika merupakan contoh produk pembenah tanah yang mengandung asam humat yang diekstrak dari batuan leonardite (Nugroho, Komunikasi Pribadi).
2.3 Asam Humat dan Karakteristiknya Senyawa humat didefenisikan sebagai bahan koloidal terpolidispersi yang bersifat amorf, berwarna kuning hingga coklat-hitam, dan mempunyai berat molekul relatif tinggi. Berdasarkan kelarutan dalam asam dan alkali, senyawa humat dapat dipisahkan ke dalam beberapa fraksi humat (Tan, 1991):
3
Tabel 1. Fraksi Senyawa Humat (Tan, 1991) Fraksi
Alkali
Asam
Alkohol
Asam fulvat
Larut
Larut
-
Asam humat
Larut
Tidak larut
Tidak larut
Asam himatomelanik
Larut
Tidak larut
Larut
Tidak larut
Tidak larut
Tidak larut
Humin
Bahan humat banyak terdapat pada endapan-endapan geologi di muka bumi seperti: lignit, batubara, dan bahan bakar fosil. Istilah lignit di Dakota Utara sering disebut dengan leonardite. Leonardite kualitas terbaik memiliki kandungan 80% - 90% bahan humat, leonardite untuk skala perdagangan memiliki kandungan 60%-70% bahan humat, dan leonardite kualitas rendah mengandung 30%-60% bahan humat (Stevenson dalam Tan, 2003).
Bahan Organik Tanah
Dengan Alkali
Humin + Bahan Bukan Humat (Tidak Larut)
Bahan Humat (Larut)
Asam Humat (Tidak Larut)
Asam Fulvat (Larut)
disesuaikan pH 4.8
Asam Fulvat (Larut)
Humus β (Tidak Larut)
dengan alkohol
Asam Humat (Tidak Larut)
Asam Himatomelanik (Larut)
Dengan garam netral Humat Coklat (Tidak Larut)
Humat Kelabu (Tidak Larut)
Gambar 1. Diagram Alur Pemisahan Senyawa-Senyawa Humat ke dalam Fraksi-Fraksi Humat yang berbeda (Tan, 1991)
4
Bahan-bahan humat bertanggung jawab atas sejumlah aktivitas kimia di dalam tanah. Secara langsung bahan humat telah dilaporkan merangsang pertumbuhan tanaman melalui pengaruhnya terhadap metabolisme dan terhadap proses fisiologi lainnya. Secara tidak langsung bahan humat diketahui memperbaiki kesuburan tanah dengan mengubah kondisi fisik kimia dan biologi tanah (Tan, 1991). Selain itu, asam humat dapat memperbaiki pertumbuhan tanaman melalui disagregasi liat, memungkinkan penetrasi air, transfer hara dan kemampuan memegang air, serta dapat merangsang populasi dan aktivitas mikro organisme tanah (Roni et al., 2010). Asam humat merupakan bahan makro molekul polielektrik yang memiliki gugus fungsional seperti -COOH,
-OH fenolat, maupun -OH alkoholat. Asam
humat dapat terikat dengan ion logam seperti Al3+ dan Fe3+ membentuk ikatan logam-asam humat yang larut dan tidak larut (Setyowati dan Ulfin, 2007). Banyak manfaat yang bisa diberikan asam humat terhadap perbaikan sifat kimia tanah di antaranya adalah :
Meningkatkan kapasitas tukar kation (KTK). Peningkatan tersebut menambah kemampuan tanah untuk menahan unsur-unsur hara atau nutrisi.
Asam humat mampu membentuk kompleks dengan unsur mikro sehingga melindungi unsur tersebut dari pencucian oleh air hujan.
Asam humat mampu meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk kimia karena unsur N, P, dan K dapat dipertahankan keberadaannya
dan
sewaktu-waktu dapat diserap oleh tanaman.
Asam humat mampu mengikat logam berat (membentuk senyawa khelat) seperti Fe dan Al. Ikatan ini merupakan antisipasi terhadap ikatan yang terjadi antara unsur P (fosfor) dengan Al dan Fe, sehingga unsur P dapat terserap secara maksimal oleh tanaman.
Meningkatkan pH tanah asam akibat penggunaan pupuk kimia yang terus menerus. Terutama tanah yang banyak mengandung aluminium. Karena asam humat mengikat Al sebagai senyawa kompleks yang sulit larut dalam air (insoluble) sehingga tidak dapat terhidrolisis (Anonymous, 2010).
5
2.4 Kapasitas Tukar Kation dan Karakteristiknya Kapasitas tukar kation adalah banyaknya kation (dalam miliekuivalen) yang dapat dijerap oleh tanah persatuan berat tanah. Kapasitas tukar kation merupakan sifat kimia tanah yang erat hubungannya dengan kesuburan tanah. Tanah dengan KTK tinggi dapat menyerap dan menyediakan unsur hara lebih banyak daripada tanah dengan KTK rendah (Hardjowigeno, 1989). Gambar 2 mengilustrasikan proses pertukaran kation yang terjadi di dalam tanah. Pada koloid tanah akan melekat beberapa kation. Kation-kation ini dapat berasal dari pupuk, pelapukan bahan organik, atau bahan-bahan mineral. Satu kation yang berasal dari larutan tanah akan menggantikan kation yang ada dalam koloid tanah. Hal ini hanya bisa terjadi jika koloid tanah berada dalam kondisi tidak seimbang dengan larutan tanah (Novizan, 2002).
NO3-
Larutan tanah H
K
H+
Ca2+
Al Koloid tanah
Ca
Mg
Al3+
Gambar 2. Proses Pertukaran Kation (Novizan, 2002) Bahan organik memiliki daya jerap yang besar sehingga berpengaruh terhadap kapasitas tukar kation tanah, semakin tinggi kadar bahan organik tanah semakin tinggi pula nilai KTK tanah (Dirjen Dikti Depdikbud, 1991). Menurut Admodjo (2003), humus di dalam tanah sebagai hasil akhir dekomposisi bahan organik merupakan sumber muatan negatif tanah, sehingga humus dianggap mempunyai susunan koloid seperti liat dan bersifat dinamik. Pertukaran kation pada senyawa humat atau humus disebabkan oleh adanya kelompok reaktif karboksil dan kelompok fenol setelah ion H+ terdisosiasi. Muatan negatif sama halnya dengan muatan terubahkan pada mineral liat, sangat tergantung pada pH. Apabila pH meningkat, ion H+ akan terdisosiasi dari gugus karboksil (R-COOH) dan fenol (
-OH) sehingga KTK meningkat (Sutanto,
2005). 6
2.5 Nitrogen dan Karakteristiknya Sumber nitrogen untuk tanaman adalah gas N2 di udara yang menempati 78 % dari kandungan gas atmosfer. Dalam bentuk unsur, N2 tidak dapat digunakan langsung oleh tanaman. N2 harus diubah menjadi bentuk nitrat maupun amonium melalui proses-proses tertentu (Leiwakabessy et al., 2003). Amonium di dalam tanah dapat berasal dari proses dekomposisi bahan organik atau melalui pemberian pupuk amonium. Amonifikasi adalah proses pemanfaatan amina-amina dan asam-asam amino oleh bakteri heterotrof dan membebaskan senyawa amonium. Senyawa amonium yang dihasilkan dapat: (1) dikonversi menjadi nitrit atau nitrat; (2) diambil langsung oleh tanaman; (3) dapat dipakai langsung oleh bakteri melalui proses dekomposisi; (4) fiksasi oleh mineral liat tertentu dari tipe 2:1 (Leiwakabessy et al., 2003). Kehilangan nitrogen di dalam tanah dapat disebabkan oleh: (1) digunakan oleh tanaman atau mikroorganisme, (2) N dalam bentuk NH4+ dapat diikat oleh mineral liat jenis illit sehingga tidak dapat digunakan oleh tanaman, (3) N dalam bentuk NO3- mudah tercuci (leaching) (Hardjowigeno, 1989). Kehilangan nitrogen bersama air drainase memiliki dampak yang serius bagi lingkungan karena tingginya kadar nitrat dalam aliran permukaan dan air perkolasi menyebabkan terjadinya pencemaran air tanah (Havlin et al., 2005). 2.6 Kalium dan Karakteristiknya Kalium diserap tanaman biasanya dalam bentuk K larut atau soluble K (K+) yang berada dalam reaksi keseimbangan dengan K dapat dipertukarkan (Kdd) atau exchangeable K dan K tidak dapat diper-tukarkan (Ktdd) atau non-exchangeable K. Bentuk kalium yang pertama biasanya disebut sebagai bentuk K cepat tersedia karena bisa langsung diserap oleh akar tanaman, bentuk K yang kedua merupakan K agak lambat tersedia, sedangkan bentuk K yang terakhir merupakan K lambat dan tidak tersedia (Nursyamsi et al., 2007). Kehilangan kalium dalam tanah dapat disebabkan oleh tiga hal: yaitu pengambilan kalium oleh tanaman, pencucian kalium oleh air, dan erosi tanah (Novizan, 2002).
7
Fungsi unsur K bagi tanaman adalah membantu: pembentukan karbohidrat, mengaktifkan enzim, pembukaan stomata, perkembangan akar, proses metabolik dan fisiologis tanaman, serta mempertinggi daya tahan terhadap kekeringan dan penyakit (Hardjowigeno, 1989). Terdapat beberapa hal yang mempengaruhi ketersediaan kalium di dalam tanah di antaranya: pH tanah, KTK, dan kejenuhan basa (Novizan, 2002). Selain itu, sifat koloid tanah, pembasahan dan pengeringan, pembekuan dan pencairan, dan adanya kalsium yang berlebihan juga mempengaruhi ketersediaan kalium didalam tanah (Soepardi, 1983).
2.7 Fosfor dan Karakteristiknya Fosfor organik dan anorganik merupakan sumber fosfor yang penting bagi tanaman: Senyawa fosfor anorganik terdiri dari senyawa kalsium dan aluminium yang mantap dalam tanah masam dan sukar larut. Senyawa fosfor organik terdiri dari tiga kelompok : (1) fitin dan derivatnya, (2) asam nukleat, (3) fosfolipida (Soepardi, 1983) Ketersediaan fosfor di dalam tanah ditentukan oleh banyak faktor di antaranya adalah pH tanah yang menyebabkan terjadinya reaksi antar fosfor dengan Al dan Fe membentuk almunium fosfat dan besi fosfat. Selain pH, faktor lainnya yang mempengaruhi adalah aerasi tanah, temperatur, bahan organik, dan unsur hara lainnya (Novizan, 2002). Mangan larut, mineral yang mengandung besi, aluminium, kalsium, jumlah dan tingkat dekomposisi bahan organik, dan kegiatan jasad mikro termasuk faktor yang mempengaruhi ketersediaan fosfor di dalam tanah (Soepardi, 1983) Fosfor berperan dalam proses pemecahan karbohidrat untuk energi, penyimpanan dan peredaran ADP dan ATP, pembelahan sel, pertumbuhan akar serta mempercepat kematangan dan produksi buah dan biji (Leiwakabessy dan Sutandi, 2004). Kekurangan unsur fosfor bagi tanaman akan menyebabkan terganggunya proses pertumbuhan tanaman (Leiwakabessy et al., 2003).
2.8 Almunium Dapat dipertukarkan (Aldd) dan Karakteristiknya Tanah masam mempunyai sifat yang erat hubungannya dengan persentase ion H+ dan Al3+ yang dapat dipertukarkan. Almunium merupakan sumber 8
kemasaman tanah yang penting karena Al3+ akan menyumbang ion H+ ke dalam larutan tanah melalui proses hidrolisis dengan reaksi : Al3+ + H2O
Al(OH)2+ + H+
Al(OH)2+ + H2O
Al(OH)2+ + H+
Al(OH)2+ + H2O
Al(OH)3 + H+
Reaksi di atas dapat disingkat menjadi : Al3+ + 3H2O
Al(OH)3 + 3H+
Ion Al3+ sangat reaktif sekali di dalam larutan tanah. Ion ini akan terhidrolisis membentuk kompleks Al(OH)22+ sehingga satu ion Al3+ akan diikat oleh 3 molekul air (Anonymous,1991) Persoalan utama tanah-tanah yang mempunyai pH rendah atau bereaksi masam adalah kelarutan ion Al, Fe, Mn, serta unsur-unsur mikro lainnya yang cukup tinggi dan akan bersifat racun bagi tanaman. Selain itu, akan terjadi interaksi antara ion Al dan P, dimana Al akan mengikat P dalam bentuk persenyawaan yang tidak larut (Anonymous, 1991). Jumlah aluminium dapat dipertukarkan dipengaruhi oleh kandungan bahan organik dan kandungan garamnya. Aluminium dalam larutan tanah akan menurun apabila jumlah bahan organik meningkat (Sanchez, 1992).
2.9 Tanaman Jagung dan Karakteristiknya Menurut (Iriany et al., 2010), satu siklus tanaman jagung membutuhkan waktu 80-150 hari. Tanaman jagung merupakan tanaman tingkat tinggi dengan klasifikasi : Kingdom
: Plantae
Divisio
: Spermatophyta
Subdivisio
: Angiospermae
Kelas
: Poales
Family
: Poaceae
Genus
: Zea
Spesies
: Zea mays L. 9
Tinggi tanaman bervariasi dari sekitar 1.5 m (varietas kerdil), hingga lebih dari 3 m. Jagung merupakan tanaman berpenyerbukan terbuka yang mempunyai banyak macam varietas yang telah diadaptasikan pada kondisi geografis tertentu (Sastrahidayat dan Soemarno, 1991). Tiga kelompok utama jagung yang ditanam di daerah tropis adalah jagung gigi, jagung flint, dan jagung manis. Jagung gigi mempunyai ciri-ciri tongkol dan biji besar-besar yang apabila dikeringkan akan keriput dengan bagian ujung yang keropos. Jagung flint mempunyai ciri-ciri tongkol jagung lebih kecil yang menghasilkan biji-biji keras membulat. Dan jagung manis mempunyai ciri-ciri bijinya lunak dan manis, ditanam untuk sayuran segar (Sastrahidayat dan Soemarno, 1991).
10
