BAB 5
SIFAT KIMIA TANAH
Pertumbuhan tanaman dipengaruhi oleh sifat-sifat kesuburan tanahnya yakni kesuburan fisik, kesuburan kimia dan kesuburan biologis. Kalau kesuburan fisik lebih mengutamakan tentang keadaan fisik tanah yang banyak kaitannya drengan penyediaan air dan udara tanah, maka kesuburan kimia berperan dalam menentukan dan menjelaskan reaksi-reaksi kimia yang menyangkut dalam masalah-masalah ketersediaan unsur hara bagi pertumbuhan tanaman. Untuk mencapai rnaksud tersebut, maka pembahasan mengenai sifat kimia tanah ini kita batasi pada. hal-hal yang berkaitan erat dengan masalah-masalah antara lain : Reaksi tanah (pH), koloid tanah, pertukaran kation, dan kejenuhan basa.
5.1. Reaksi Tanah ( pH)
Tersedianya unsur hara bagi tanaman, meningkatnya aktifitas mikro organisme dan reaksi-reaksi kimia lainnya di dalam tanah sangat dipengaruhi oleh reaksi tanah, yang secara tidak langsung berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman.
Yang dimaksud dengan reaksi tanah ialah : Sifat keasaman dan kebasaan dari tanah, sehingga kita kenal ada tiga reaksi tanah yaitu : asam, netral dan basa. Secara defenisi dapat dikatakan bahwa pH tanah adalah aktifitas konsentrasi ion hidrogen ( H) dalam suatu larutan tanah yang dinyatakan dengan rumus :
pH = log
Sebagai contoh pada tanah yang bereaksi netral maka :
pH = log
Suatu larutan yang bersifat asam mempunyai konsentrasi ion H+ lebih besar dari konsentrasi ion sedangkan suatu larutan basa, jika konsentrasi ion H+ lebih kecil dari konsentrasi ion , dan jika konsentrasi ion H+ sama dengan ion maka sutau larutan disebut netral, atau pH nya = 7.
Nilai pH berkisar antara 0 - 14, sedangkan untuk tanah pertanian pH ini berkisar antara 4 - 9. Tanah-tanah di Indonesia pada umumnya berekasi masam dengan pH 4.0 - 5. sehingga tanah-tanah yang ber pH 6.0 - 6.5 sudah dapat dikatakan cukup netral meskipun masih agak masam. Di daerah rawa-rawa seperti pada tanah gambut pH tanahnya lebih rendah lagi yakni sekitar 3.5 - 4.0 dan ada juga yang ber pH lebih kecil dari 3.0 seperti tanah sulfat masam. Reaksi tanah pH yang tinggi dijumpai pada tanah-tanah daerah iklim kering atau pada tanah-tanah bergaram, dapat mencapai pH 8.5 - 9.0.
Sumber Ion H
Pada bagian terdahulu telah dijelaskan bahwa kemasaman tanah itu disebabkan oleh aktifitas ion hidrogen. Untuk itu kita harus mengetahui dari mana sumber ion hidrogen tersebut.
1. Ionisasi asam-asam organis. Pada penguraian bahan organis dihasilkan asam-asam organis seperti asam karbonat. Asam karbonat dapat melepaskan ion H+ dengan cara seperti berikut
H2ZCO3 <============= > HC03- + H+
2. Ion AI yang terjerap : Jika pH tanah masam sekali, maka Al akan sangat larut yang dijumpaidalam bentuk ion Al dan hidroksida Al. Kedua ion Al trsebut lebih mudah terjerap pada koloid liat daripada ion H+ . Aluminum yang terjerap ini berada dalam keadaan seimbang dengan Al dalam larutan tanah. Oleh twena itu Al berada dalam larutan mudah terhidrolisis, maka Al menapakan ptrnyebab kemasaman atau penyumbang ion H+. Kejadian itu dapat dilukiskan dengan reaksi sebagai berikut :
( Misel ) Al+++ ------------> Al3+
Ion Al terjerap pada misel Ion Al dalam larutan tanah
Selanjutnya ian Al yang berada di dalam larutan tanah dihidrolisis sebagai berikut :
Al3+ + H2O ----------------->
Hidrolisis diatas menghasilkan ian H dan mungkin merupakan sumber utama ion H dalam sebagian besar tanah sangat masam.
3. Koloid Liat dan koloid Humus : Koloid liat dan humus di dalam tanah merupakan penyumbang ion H dalam larutan tanah pada tanah yang berkemasan sedang. Dalam hal ini dapat diartikan bahwa ion Ca yang sedikit tidak cukup untuk menetralkan kemasan. Reaksinya adalah sebagai berikut :
Misel H+ + Ca -------------> (Misel) Ca2+ + 2H+
H+
Sumber ion OH
Jika misalnya komplek jerapan (adsorpsi) yang semulanya di tempati oleh ion H dan Al digantikan oleh kation-kation seperti kation Ca, K dan Mg, maka konsentrasi ion H pada komplek jerapan tanah akan berkurang, akibatnya konsentrasi ion OH naik. Peristiwa ini dapat dilihat dari reaksi berikut :
H+
Misel Ca2+ + 2 H2 O <=========> (Misel) H+ + 2 Ca2+ + 2 OH+
Ca2+ H+
H+
Dari reaksi diatas ternyata kation-kation basa mempengaruhi konsentrasi ion OH. Hidrolisis dari misel yang dijenuhi oleh basa-basa menghasilkan ion OH.
Sifat Penyangga Tanah
Reaksi tanah (pH) tidak mudah diturunkan ataupun dinaikkan secara mendadak, karena di dalam tanah ada sifat penyangga pH. Komponen tanah yang mempunyai sifat menyangga ini adaIah gugus asam Iemah seperti karbonat serta komplek koloidai tanah yakni koloid Iiat dan koloid humus. Koloid tanah dikelilingi oleh ion-ion H yang terjerap pada permukaannya dan di pihak lain ada ion-ion H yang tidak dipengaruhi oleh komplek jerapan tanah , yakni ion H yang herada pada larutan tanah. Ion H yang terjerap dan yang berada di dalam larutan tanah berada dalam keseimbangan.
Mekanisme sanggaan dapat dijelaskan berdasarkan sifat dissosiasi ion H dari asam koloidal lemah. Reaksinya sebagai berikut dan Gambar 5.1.
Ion H yang terjerap <==========> Ion H dalam larutan tanah
(Kemasaman cadangan) ( Kemasaman aktif)
Asam Iemah ini mempunyai tingkat disosiasi yang Iemah dan sebagian besar dari ion H masih tetap terjerap pada permukaan koloid. Bila suatu tanah masam ingin dinaikkan pH nya, maka dilakukan pengapuran, dan akibatnya reaksi akan beralih ke kanan dimana ion-ion Ca dari kapur lebih banyak terjerap, tapi ternyata pH tidak banyak berubah. Hal ini terjadi karena ion-ion H masih banyak terjerap pada koloid tanah. Dengan penambahan kapur yang Iebih banyak lagi hingga cukup untuk mebebaskan semua ion H dari kompIek jerapan tanah dan digantikan oleh ion Ca, maka akan terjadilah peningkatan pH tanah yang lebih nyata. Ini berarti kemasaman cadangan telah dinetralkan.
Dengan adanya sifat penyangga di dalam tanah, hai ini dapat menjaga penurunan pH yang drastis akibat bertambahnya ion H oleh suatu poroses biologis ataupun perlakuan pemupukan. Adanya aktifitas jasad jasad hidup di dalam tanah atau perlakuan pemupukan yang bersifat asam akan menyumbangkan banyak ion H, sehingga reaksi beralih ke kiri, namun demikian penurunan pH juga tidak nyata. HaI ini juga disebabkan oleh adanya sifat sanggaan tanah tadi. Dari uraian diatas jelaslah bahwa sifat sanggahan tanah sangat penting artinya dalam menjaga kestabilan reaksi tanah, sehingga gejolak pH yang hebat tidak terjadi yang dapat mengganggu pertumbuhan tanaman.
Pengaruh pH terhadap tanah
Reaksi tanah (pH) mempunyai peranan yang penting terhadap ketersediaan unsur-unsur hara, baik hara makro maupun hara mikro. Meningkatnya kelarutan ionion Al, dan Fe dan juga meningkatnya aktifitas jasad-jasad renik tanah sangat dipengaruhi oleh keadaan pH tanah
pH dan ketersediaan unsur-unsur hara
Reaksi tanah berpengaruh terhadap ketersediaan unsur-unsur hara di dalam tanah. Pada umumnya unsur hara makro akan lebih tersedia pada pH agak masam sampai netral, sedangkan unsur hara mikro kebalikannya yakni lebih tersedia pada pH yang lebih rendah.
Tersedianya unsur hara makro, seperrti nitrogen, fosfor, kalium dan magnesium pada pH 6.5. Unsur hara fofor pada pH lebih besar dari 8.0 tidak tersedia karena diikat oleh ion Ca. Sebaliknya jika pH turun menjadi lebih kecil dari 5.0, maka fisfat kembali menjadi tidak tersedia. Hal ini dapat menjadi karena dalam kondisi pH masam, unsur-unsur seperti Al, Fe, dan Mn menjadi sangat larut. Fosfat yang semula tersedia akan diikat oleh logam-logam tadi sehingga, tidak larut dan tidak tersedia untuk tanaman. Beberapa tanaman tertentu dapat kekurangan unsur hara mikro seperti Fe dan Mn. Untuk memperoleh ketersediaan hara yang optimum bagi pertumbuhan tanaman dan kegiatan biologis di dalam tanah, maka pH tanah harus dipertahankan pada pH sekitar 6.0 – 7.0.