KIMIA TANAH
Sifat-Sifat Fisik Tanah 1. Tanah sebagai sistem yang heterogen (tersusun dari air tanah, padatan, dan gas, 2. Tekstur tanah (kasar dan halus) 3. Struktur tanah a. Struktur sederhana : struktur butir tunggal dan struktur pejal/massif b. Struktur gabungan/pautan : terdiri dari struktur kubus, tipe kiang prismatic, tipe lempeng, remah.
Sifat-Sifat Fisik Tanah 4. Konsistensi tanah 5. Kelembapan 6. Warna tanah: a. Menaksir tingkat pelapukan / proses pembentukan tanah. Semakin merah warna tanah, maka tingkat pelapukan semakin lanjut
b. c.
d.
Sifat-Sifat Fisik Tanah
Menilai kandungan bahan organik. Semakin gelap makin tinggi kandungannya Menilai keadaan drainase air. Warna merah atau kuning kecoklatan menandakan warna drainase yang baik, warna kelabu kebiruan dan adanya bercak-bercak menandakan jeleknya drainase. Menilai adanya horizon pencucian dan horizon pengendapan. Warna putih/pucat menandakan horizon yang tercuci, warna merah gelapmenandakan pengendapan horizon
Sifat-Sifat Fisik Tanah e. Banyaknya kandungan mineral. Warna pucat/kekuningan biasanya berasal dari kuarsa, warna merah berasal dari besi 7. Temperatur Tanah. Berpengaruh pada proses yang terjadi didalam tanah seperti pelapukan, penguraian bahan induk dan reaksi-reaksi kimia yang dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman.
Sifat-Sifat Kimia Tanah 1. Koloid-koloid Tanah : Koloid Liat dan Koloid Humus. Partikel berbeda dengan suspensi dan larutan, biasa mengalami koagulasi, efek tyndal, gerak brown. 2. Susunan unsur kimia tanah, yaitu:
Sifat-Sifat Kimia Tanah 3. pH tanah meliputi:
Sifat-sifat tanah yang mempengaruhi kepekaan tanah terhadap erosi adalah: • Tekstur Tanah Tekstur tanah yang paling peka terhadap erosi adalah debu dan pasir sangat halus. Oleh karena itu makin tinggi kandungan debu dalam tanah, maka tanah menjadi makin peka terhadap erosi. • Bentuk dan kemantapan struktur tanah Bentuk struktur tanah yang membulat menghasilkan tanah dengan daya serap tinggi sehingga air mudah meresap ke dalam tanah, dan aliran permukaan menjadi kecil, sehingga erosi kecil • Daya infiltrasi tanah • Kandungan bahan organik Bahan organik mempengaruhi kemantapan struktur tanah. Tanah yang mantap tahan terhadap erosi
Sifat-sifat tanah untuk pembibitan sebagai berikut: 1. Tidak kedap air, lempung gembur dengan kadar pasir tidak melebihi 60%. 2. Bebas kontaminasi (pelarut, residu, bahan kimia dan inokulum penyakit). 3. pH dalam air > 4,5 4. Kandungan pasir (30-60)% 5. Kandungan liat (25–45) % 6. Karbon organik (2–3)% 7. N total (0,15–0,20) % 8. P (Bray I) > 25 mg / kg) 9. K dapat ditukar > 0,2 (Cmol/kg) 10.Mg dapat ditukar > 0,4 (Cmol/kg)
Sifat-sifat tanah gambut sebagai berikut: 1. Tanah berwarna merah muram ke coklat merah tua 2. Bertekstur organik 3. Cetek ke lapisan tanah mineral 4. Berstruktur massif/pejal 5. Tersangat kurang salir 6. Ketepuan bes rendah 7. Horizon diagnosis histik
PEMBENTUKAN TANAH DEFINISI TANAH ILMU TANAH
PROSES PEMBENTUKAN TANAH FAKTOR PEMBENTUK TANAH
Definisi Tanah Tanah adalah lapisan yang menyeliputi bumi antara litosfer (batuan yang membentuk kerak bumi) dan atmosfer. Tanah adalah tempat tumbuhnya tanaman dan sebagai pendukung bagi hewan dan manusia.
Definisi Tanah Tanah berasal dari pelapukan batuan dengan bantuan tanaman dan organisme, membentuk tubuh unik yang menyelaputi lapisan batuan. Proses pembentukan tanah dikenal sebagai pedogenesis.
Ilmu Tanah Ilmu tanah adalah ilmu tentang seluk beluk tanah. Pedologi adalah cabang Ilmu tanah yang mempelajari sifat dan ciri tanah serta proses pembentukan tanah. Pedologi berasal dari bahasa Rusia pedologiya, yang dalam bahasa Yunani pedon = tanah.
Ilmu Tanah Hans Jenny (1899-1992), seorang pakar tanah asal Swiss yang bekerja di Amerika Serikat, dalam bukunya Factors of Soil Formation (1941) mengajukan konsep pembentukan tanah.
Ilmu Tanah Konsep pembentukan tanah yang diajukan Hans Jenny adalah sebagai berikut: S = f(cl, o, r, p, t). S =Soil (Tanah), cl =climate (iklim), o=organism, r =relief (topografi), p =parent material (bahan induk atau batuan), t =time (waktu).
Proses Pembentukan Tanah Faktor-faktor primer
Proses-proses permulaan
Hasil-hasil dekomposisi/ permulaan RESIDU YANG DITAHAN : Kuarsa, zircon dan lain-lain
BAHAN INDUK mineral
H2O,N2,CO2,O2, Temperatur
IKLIM H2O,N2,CO2,O2, Temperatur
Hidrolisa Hidrasi Larutan Oksidasi Reduksi
Pengambilan unsur hara
ORGANISME HIDUP
Serasah
mikroorganisme
Humfikasi & Transformasi Nitrogen
SUSUNAN YANG MASIH BERUBAH : Oksidasioksidasi, hidrat, silika.
Proses-proses sekunder
Ion-dapat-tukar Translokasi Dispersi Agregasi Pengendapan
Larutan pelapuk : Na+, K+, Ca+1, Mg+1, HCO3-, Cl-, SO4=, H2PO4-, SiO4 4HUMUS, NO3-, NH4+, Asamasam Organik
Air di permukaan dan di bawah tanah
WAKTU
Pembentukan tanah menurut Yaalon (Fitz Partick, 1974)
T A N A H
Faktor Pembentukan Tanah Faktor-faktor pembentuk tanah adalah sebagai berikut: 1.Iklim Terutama suhu dan curah hujan. Suhu akan berpengaruh terhadap proses pelapukan bahan induk. Apabila suhu tinggi, maka proses pelapukan akan berlangsung cepat sehingga pembentukan tanah akan cepat pula.
Faktor Pembentukan Tanah Curah hujan akan berpengaruh terhadap kekuatan erosi dan pencucian tanah, sedangkan pencucian tanah yang cepat menyebabkan tanah menjadi asam (pH tanah menjadi rendah).
Faktor Pembentukan Tanah 2. Organisme (Vegetasi, Jasad renik / mikroorganisme) Berpengaruh terhadap proses pembentukan tanah dalam hal: a. Membuat proses pelapukan baik pelapukan organik maupun pelapukan kimiawi. Pelapukan organik adalah pelapukan yang dilakukan oleh makhluk hidup (hewan dan tumbuhan).
Faktor Pembentukan Tanah Sedangkan pelapukan kimiawi adalah pelapukan yang terjadi oleh proses kimia seperti batu kapur larut oleh air. b. Membantu proses pembentukan humus. Tumbuhan akan menghasilkan dan menyisakan daun-daunan dan ranting-ranting yang menumpuk di permukaan tanah. Daun dan ranting itu akan membusuk dengan bantuan jasad renik/mikroorganisme yang ada di dalam tanah.
Faktor Pembentukan Tanah c.Pengaruh jenis vegetasi terhadap sifatsifat tanah sangat nyata terjadi di daerah beriklim sedang seperti di Eropa dan Amerika. Vegetasi hutan dapat membentuk tanah hutan dengan warna merah, sedangkan vegetasi rumput membentuk tanah berwarna hitam karena banyak kandungan bahan organik yang berasal dari akar-akar dan sisa-sisa rumput.
Faktor Pembentukan Tanah d.Kandungan unsur-unsur kimia yang terdapat pada tanaman berpengaruh terhadap sifat-sifat tanah. Contoh, jenis cemara akan memberi unsur-unsur kimia seperti Ca, Mg, dan K yang relatif rendah, akibatnya tanah di bawah pohon cemara derajat keasamannya lebih tinggi daripada tanah di bawah pohon jati.
Faktor Pembentukan Tanah 3. Bahan Induk Bahan induk terdiri dari batuan vulkanik, batuan beku, batuan sedimen (endapan), dan batuan metamorf. Batuan induk itu akan hancur menjadi bahan induk, kemudian akan mengalami pelapukan dan menjadi tanah. Tanah yang terdapat di permukaan bumi sebagian memperlihatkan sifat (terutama sifat kimia) yang sama dengan bahan induknya.
Faktor Pembentukan Tanah
Faktor bahan induk
Faktor Pembentukan Tanah 4.Topografi/Relief Relief suatu daerah mempengaruhi: a.Tebal atau tipisnya lapisan tanah Daerah yang memiliki topografi miring dan berbukit lapisan tanahnya lebih tipis karena tererosi, sedangkan daerah yang datar lapisan tanahnya tebal karena terjadi sedimentasi. b.Sistem drainase/pengaliran Daerah yang drainasenya jelek seperti sering tergenang menyebabkan tanahnya menjadi asam
Faktor Pembentukan Tanah 5. Waktu Tanah merupakan benda alam yang terus menerus berubah, akibat pelapukan dan pencucian yang terus menerus. Oleh karena itu tanah akan menjadi semakin tua dan kurus. Mineral yang banyak mengandung unsur hara telah habis mengalami pelapukan sehingga tinggal mineral yang sukar lapuk seperti kuarsa.
Struktur dan Komposisi Tanah • Tanah merupakan campuran dari material organik, mineral, air dan udara. • Ada dua jenis tanah, tanah mineral dan tanah organik. Tanah mineral terbentuk dari dekomposisi batuan atau sedimen yang berasal dari batuan. Tanah organik terbentuk dari akumulasi dari material tumbuhan, biasanya jenuh dengan air, kondisi anaerob dimana dapat memperlambat dekomposisi.
Komposisi Tanah
• O horizon merupakan lapisan paling atas dari tanah. Terutama terbentuk dari berbagai sisa tanaman yang membusuk dan humus. • A horizon terutama terbentuk dari partikel mineral, yang memiliki dua karakteristik : lapisan ini merupakan suatru lapisan dimana humus dan material organik lain bercampur dengan partikel mineral dan lapisan ini merupakan zona translokasi dimana eluviation telah dihilangkan partikel-partikel halus dan zat terlarutnya, yang mana keduanya dapat mengendap di lapisan yang lebih bawah. A horizon biasanya berwarna gelap dan biasanya bertekstur dan berpori. A horizon umumnya dapat dibedakan menjadi horizon atas atau akumulasi organik, dan horizon bawah.
• B horizon adalah suatu lapisan mineral tanah yang sangat dipengaruhi oleh Illuviation. Akibatnya, lapisan ini menerima materi yang tereluviasi dari horizon A. B horizon memiliki kerapatan yang lebih tinggi dari pada A horizon, tergantung dari partikel lempung yang dikandungnya. B horizon memiliki warna yang berasl dari oksida besi dan aluminium atau dari kalsium karbonat yang diilluviasi dari A horizon. • C horizon merupakan. C horizan terbentuk dari material induk yang mendapat pengaruh cuaca. Tekstur material ini cukup beragam dengan ukuran partikelnya antara lempung sampai boulders. C horizaon tidak terpengaruh secara signifikan oleh proses pedogenik, translokasi, dan atau modifikasi organik. • Lapisan terakhir disebut R horizon. Lapisan tanah ini hanya mengandung lapisan batuan yang tidak tersentuh cuaca.
Struktur Tanah • Tanah berstruktur - Granular - Blocky - Prismatic - Columnar - Platy • Tanah tidak berstruktur - Single Grained - Massive
• Granular: Mirip dengan remah roti dan diameternya biasanya kurang dari 0.5 cm. umumnya ditemukan di permukaan horizon dimana akar tumbuhan berkembang.
• Blocky: Berbentuk balok yang tidak rata yang biasanya berdiameter antara 1.5 – 5.0 cm.
• Prismatic: Berbentuk kolom vertikal yang mempunyai panjang beberapa cm. Biasanya ditemukan di horizon yang lebih bawah.
• Columnar: Tanah yang berbentuk kolom vertikal yang mempunyai lapisan garam diatasnya. Ditemukan di tanah yang beriklim gersang.
• Platy: Lapisan tanah tipis, rata yang terletak horizontal. Biasanya ditemukan dalam tanah yang padat.
• Massive: Tanah yang tidak memiliki struktur tertentu, susah untuk dipecahkan dan biasanya ditemukan dalam bentuk gumpalan yang sangat besar.
• Single Grained: Tanah yang terpisah menjadi partikel-partikel kecil yang tidak menyatu satu sama lain. Biasanya ditemukan di tanah berpasir.
POLUSI TANAH Ciri Umum Kerusakan Tanah Sumber Pencemaran Tanah Akibat Pencemaran Tanah Penanggulangan Akibat Pencemaran Tanah
Ciri Umum Kerusakan Tanah • Dapat digunakan untuk keperluan fisik manusia (contoh : tempat pemukiman, pembuangan sampah organik, pertanian, dll.) • Tidak dapat ditanami tumbuhan • Tandus • Air tanah berkurang atau tidak ada 45
Sumber Pencemaran Tanah 1. Limbah Pemukiman, dibedakan atas : Sampah organik (contoh: makanan, sayuran, kertas, dll) Sampah anorganik (contoh: botol, kaca, plastik, dll) 2. Limbah Industri Biasanya pihak industri menampung limbah cairnya di areal pertanahan, atau menanamnya ke dalam tanah jika berupa limbah padat
46
Lanjutan sumber pencemaran tanah…
3.
4.
5.
Limbah Pertambangan Limbah cair dari aktivitas pertambangan yang mengandung bahan mineral terlarut Limbah yang mengandung logam Limbah Pertanian Pestisida Penggunaan pupuk kimia Limbah Nuklir Zat radioaktif
47
Akibat Pencemaran Tanah • Kerusakan lapisan dan struktur tanah (misal: erosi) • Tanah lebih gersang atau tandus • Tanah menjadi kurang produktif • Tanah menjadi berbahaya karena mengandung bahan beracun akibat limbah • Tanah tercemar radioaktif 48
Penangulangan Akibat Pencemaran Tanah • Menerapkan peraturan yang mengharuskan setiap perusahaan pertambangan yang merusak permukaan tanah melakukan penghijauan • Mengharuskan setiap perusahaan memproses limbah terlebih dahulu sebelum dialirkan ke tempat penampungan atau pembuangan 49
Pengawetan Tanah Pengawetan Tanah adalah satu set strategi manajemen untuk mencegah erosi tanah pada permukaan bumi atau dari kerusakan secara kimia karena penggunaan zat kimia yang berlebihan, kadar garam dan keasaman yang tidak sesuai atau kontaminasi zat kimia yang lainnya.
Pengawetan Tanah • • • • • • •
Pendekatan yang dapat dilakukan adalah : Pemilihan tumbuhan sebagai pelindung tanah Pencegahan erosi Pengaturan kadar garam Pengontrolan keasaman Menjaga keberadaan organisme tanah yang menguntungkan Pencegahan dan pemulihan tanah yang terkontaminasi Mineralisasi
Pengawetan Tanah Ilmu mengenai pengawetan tanahsangat berkaitan erat dengan beberapa disiplin ilmu lainnya, yaitu agronomi, hidrologi, ilmu tanah, meteorologi, mikrobiologi, dan ilmu kimia lingkungan.
Tujuan Pengawetan Tanah Metode pengawetan tanah pada umumnya dilakukan untuk : 1.Melindungi tanah dari curahan langsung air hujan. 2.Meningkatkan kapasitas infiltrasi tanah. 3.Mengurangi run off (aliran air di permukaan tanah). 4.Meningkatkan stabilitas agregat tanah.
Metode Pengawetan Tanah Beberapa metode pengawetan tanah : 1. Metode Vegetatif 2. Metode Mekanik / Teknik 3. Metode Kimia
Metode Pengawetan Tanah 1.
Metode vegetatif Metode pengawetan tanah dengan cara menanam vegetasi (tumbuhan) pada lahan yang dilestarikan. Metode ini sangat efektif dalam pengontrolan erosi. Beberapa cara mengawetkan tanah melalui metode vegetatif : - Penghijauan - Reboisasi - Penanaman secara kontur (contour strip cropping) - Penanaman tumbuhan penutup tanah (buffering) - Penanaman tanaman secara berbaris (strip cropping) - Pergiliran tanaman (croprotation)
Metode Pengawetan Tanah 2. Metode Mekanik/Teknik metode mengawetkan tanah melalui teknik-teknik pengolahan tanah yang dapat memperlambat aliran permukaan (run off), menampung dan menyalurkan aliran permukaan dengan kekuatan tidak merusak. Beberapa cara mengawetkan tanah melalui metode mekanik : - Pengolahan tanah menurut garis kontur (contour village) - Pembuatan tanggul/guludan/pematang bersaluran - Pembuatan teras (terrassering), yaitu membuat teras-teras (tangga-tangga) pada lahan miring dengan lereng yang panjang. - Pembuatan saluran air (drainase).
Metode Pengawetan Tanah 3. Metode Kimia Metode kimia dilakukan dengan menggunakan bahan kimia untuk memperbaiki struktur tanah, yaitu meningkatkan kemantapan agregat (struktur tanah). Tanah dengan struktur yang mantap tidak mudah hancur oleh pukulan air hujan, sehingga air infiltrasi tetap besar dan aliran air permukaan (run off) tetap kecil. Penggunaan bahan kimia untuk pengawetan tanah belum banyak dilakukan, walaupun cukup efektif tetapi biayanya mahal. Pada saat sekarang ini umumnya masih dalam tingkat percobaan-percobaan. Beberapa jenis bahan kimia yang sering digunakan untuk tujuan ini antara lain Bitumen dan Krilium. Emulsi dari bahan kimia tersebut dicampur dengan air, misalnya dengan perbandingan 1:3, kemudian dicampur dengan tanah.
Tanah Pertanian Tanah pertanian adalah lapisan luar bumi tempat hidup tanaman dimana tanaman-tanaman tersebut memperoleh sokongan hidup baik mekanis, chemis, maupun biologis.
Profil Tanah Pertanian Lapisan tanah yang baik untuk digunakan dalam pertanian adalah lapisan top soil karena : • merupakan bagian utama untuk perkembangan akar • mengandung banyak unsur hara
Jenis tanah yang digunakan dalam pertanian : - Aluvial - Mediteran
- Regosol - Grumusol - Latosol
- Podsolik
•
Syarat tanah sebagai tempat hidup tanaman : - strukturnya harus kuat - mengandung unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman
Jenis struktur tanah yang dikenal dalam pertanian : • Tanah sarang, tanah yang tidak dapat menahan air; • Tanah remah, tanah memiliki perbandingan kadar udara dan kadar air seimbang; dan • Tanah padat (lempung berat), tanah yang mengandung sedikit udara, menyerap banyak air, dan tidak permiable.
Tujuan Usaha Pertanian 1.
2.
Untuk memenuhi kebutuhan pangan manusia Untuk memperoleh hasil yang setinggitingginya (komersil)
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Produktivitas Pertanian 1. Faktor Fisis • curah
2. Faktor Sosial (keadaan petani)
hujan
• pendidikan
• kedalaman air tanah
• keterampilan
• jenis tanah
• pendapatan per kapita
• topografi
• modal
• hama
Usaha Mempertahankan Keadaan Optimal Tanah - Pemupukan - Pengairan - Penggemburan - Pencegahan erosi (terasering) - Penyiangan rumput - Diversifikasi tanaman - Rotasi tanaman - Konservasi tanah - Tumpangsari
Pupuk • Pupuk adalah semua bahan yang diberikan pada tanah dengan tujuan untuk memperbaiki keadaan fisik, kimia, dan biologi tanah.
•
Tujuan pemupukan : Untuk memelihara atau memperbaiki kesuburan tanah dengan memberikan zat-zat pada tanah yang secara langsung maupun tidak langsung dapat menyuburkan tanaman.
Klasifikasi Kandungan Pupuk Berdasarkan Tingkat Kebutuhan Tanah Zat Primer
Zat Sekunder
Mikronutrien
Karbon (C)
Kalsium (Ca)
Besi (Fe)
Hidrogen (H)
Magnesium (Mg)
Mangan (Mn)
Oksigen (O)
Sulfur (S)
Seng (Zn)
Nitrogen (N)
Tembaga (Cu)
Phosphorus (P)
Boron (B)
Potassium (K)
Molibdin (Mo) Klorin (Cl)
Makronutrien dan Mikronutrien •
Kandungan nutrisi pupuk dibedakan menjadi dua golongan, yakni :
Makronutrien adalah zat nutrisi yang dibutuhkan tanah dalam jumlah yang besar, seperti nitrogen, fosfor, kalium, sulfur, kalsium, dan magnesium. Mikronutrien adalah zat nutrisi yang dibutuhkan tanah dalam jumlah kecil, tapi sangat berperan penting, seperti boron, tembaga, besi, mangan, molibdin, seng, dan kobalt.
Klasifikasi Pupuk Berdasarkan Asalnya 1. Pupuk Organik Adalah pupuk yang terbuat dari bahan-bahan organik yang didegradasikan secara organik. Sumber: • • • •
sisa-sisa tanaman kotoran hewan sampah rumah tangga non-sintesis limbah pabrik makanan/minuman
Contoh: Pupuk hijau Kompos Pupuk kandang
2. Pupuk Anorganik (pupuk yang dibuat di pabrik) a. Pupuk Tunggal hanya mengandung satu jenis unsur hara, misal mengandung unsur N saja, P saja, atau unsur K saja. b.Pupuk Majemuk mengandung lebih dari satu jenis unsur hara. Contoh :
• pupuk urea {CO(NH2)2} •ZA {(NH4)2SO4} • DS • NPK • TSP
3. Zeolit Sumber
:
Tufa abu vulkanis
Mengandung : • Natrolit • Thomsonit • Analit
• Hendalit • Clinoptilotit • Mordernit
4. Biofertilizer
Mikroba yang berperan : • Rhizobium
sp • Azospirillum sp Pengikat nitrogen atmosfir • Azotobacter sp • Aspergillus
sp • Penicillium sp Pelarut phospor dan kalium • Pseudomonas sp • Bacillus megatherium • Glomus
sp • Gigaspora sp
Penyerap unsur P
Peranan Pupuk terhadap Kesuburan Tanah
1. Pupuk Organik Peranan :
• menggemburkan
tanah • memudahkan penyerapan air hujan • memperbaiki daya ikat air • mengurangi erosi • memperbaiki unsur hara tanah
2. Pupuk Anorganik
Peranan : Merupakan tambahan bagi unsur yang sudah ada dalam tanah sehingga jumlah nitrogen, phospor, dan kalium yang tersedia bagi tanaman berada dalam perbandingan yang tepat.
3. Zeolit Peranan : •
• • • • • •
meningkatkan kadar oksigen terlarut dalam air irigasi lahan persawahan menjaga keseimbangan pH tanah mengikat logam berat yang bersifat beracun mengikat kation dari unsur dalam pupuk ramah lingkungan karena menetralkan unsur pencemar lingkungan memperbaiki struktur tanah (sifat fisik) meningkatkan CEC tanah (sifat kimia)
Peranan : Menyediakan, melarutkan, dan menyerap unsur hara dari atmosfir ke dalam tanah sehingga dapat meningkatkan kesuburan tanah.
Terima kasih
