PENGELOLAAN TANAH
KEMASAMAN TANAH
Sri Rahayu Utami
2 H+ + O-2
H 2O
pH = - log [ H+ ]
+ H
+ H
Acid pH = 6.0
Neutral pH = 7.0
OH
OH-
OH
H+
Alkaline pH = 8.0
Neutrality Acidity
Gambut masam
Alkalinity
Tanah alkalin
SUMBER KEMASAMAN TANAH
Hdd
H+
Kation aluminium: MISEL
Al
Al
3+
Al(OH2)63+ + H2O Al(OH2)52+ + H3O+ Al(OH2)4+ + H2O Al(OH2)3
0
+ H3O+
Al(OH2)30 + H2O Al(OH2)2 + H3O+
Bahan Organik Tanah: R-COOH >>> R-COO- + H+
N P
Soil pH & nutrient availability
K Mg and Ca S B Cu and Zn Mo Fe Mn Al Fungi Bacteria & Actinomycetes 4
5
6
7 Soil pH
8
9
10
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
Gangguan kehidupan jasad renik tanah Menurunkan kemasaman tanah = Menaikkan pH tanah = pengapuran
HUBUNGAN pH dan KEJENUHAN Al pH tanah 5.4 Ultisols & Oxisols 5.1 4.8 4.5 4.2 3.9
10
20
30 40 50 % kejenuhan Al
60
70
HUBUNGAN KEJENUHAN Al dan HASIL % hasil maks. 100 Ultisols & Oxisols 80 60
r = 0.93** 40 20 0
10
20
30 40 50 % kejenuhan Al
60
70
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
Dikapur MgCO3, pH 5.6, 0.4 meq Ca++
60 40 Tdk Dikapur, pH 4.2, 0.4 meq Ca++
20 0
1
2 waktu (hari)
3
EFEK Al thd PERTUMBUHAN AKAR Tanah pH
Ultisol 4.8 4.5 3.9 Oxisol 4.8 4.5 4.0
Aldd % Kejenuhan Berat kering akar tanaman me/100 g Al Jagung Sorghum (mg/pot) 4 40 931 400 6 57 874 296 11 87 209 19 3 4 5
52 70 87
687 630 389
345 126 128
Status Al 1. Nilai M (Bilangan Mohr) M = (Al/CECpH7) 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 kapur (t/ha)
Kejenuhan Al (%)
pH
Varietas tnm yg toleran
0.25 - 0.5
68 - 75
4.5 - 4.7
0.5 - 1.0
45 - 58
4.7 - 5.0
Gogo, ubikayu, mangga, mente Jeruk, Nanas, Centrosema, teh 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, CO2 dan HCO3-. 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 Fe2O3(s) + 4SO4-2(aq) + 8 CH2O + ½ O 2 (aq) 2 FeS2(s) + 8 HCO3- (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) : SO4 –2 + 2 CH2O >>> H2S + 2 HCO3 - Sumber besi (sedimen kaya besi oksida/hidroksida, dlm kondisi reduksi: Fe 2+ ) - Waktu
2. Oksidasi pirit = proses pemasaman - FeS2 + ½ O 2 + 2H+ >>> Fe2+ + 2S + H2O - S + 3/2 O2 + 2H2O >>> 2H+ + SO4 - 2FeS2 + 9/2 O2 + (n+2)H2O >>> Fe2O3.nH2O + 2SO4-2 + 4H+ - FeS2 + Fe3+ >>> Fe2+ + 2S
- FeS2 + 14 Fe3+ + 8H2O >>> 15Fe3++ 2SO4-2 + 16H+ - Fe2+ + 1/4 O2 + H+ >>> Fe3+ + 1/2 H2O - FeS2 + 15/4 O2 + 7/2H2O >>> 15Fe(OH)3 + 2SO4-2 + 4H+ Oksida besi Pd pH>4, atau oksidasi sgt aktif, oksi-hidroksida besi dipresipitasikan
- 2FeO.OH >>> Fe2O3 + H2O
jarosit - FeS2 + 15/4 O2 + 5/2H2O + 1/3 K+ >>> 1/3 KFe3(SO4)2(OH)6 + 4/3SO4-2 + 3H+ - Pada pH lebih tinggi, Jarosite metastabil, terhidrolisa menjadi besi oksida - KFe3(SO4)2(OH)6 >>> 3FeO.OH + K+ + 3H+ + 2SO4-2 sulfat - CaCO3 + 2H+ + SO4-2 >>> CaSO4.2H2O + CO2
Hidrolisa silikat dan aktivitas Al - Al3+ + 3H2O >>> AlOH3 + 3H+ 3. Reduksi - Fe(OH)3 + 2H+ + ¼ CH 2O >>>> Fe2+ + 11/4 H2O + ¼ CO 2
Kecepatan proses pemasaman - karbonat - Kation basa dpt ditukar - Silikat mudah lapuk
- karbonat CaCO3 >>>> Ca2+ + CO3-2 CO3-2 + H2O >>> HCO3- + OHHCO3- + H2O >>> H2CO3 + OHH2CO3- >>> H2O+ CO2 - silikat SiO44- + H2O
Si O
SiO3(OH)3- + OH-
