SIFAT-SIFAT KIMIA TANAH

Tujuan: Mahasiswa dapat memahami:1. Koloid-koloid tanah2. Susunan unsur kimia tanah3. Reaksi tanah (kemasaman tanah=pH)4. Siklus beberapa unsur kimia tanah di alam

M.K. Dasar-dasar Ilmu TanahJURUSAN ILMU TANAH – FAKULTAS PERTANIAN - UNPAD

Koloid-koloid Tanah

pasir

debuliat

tersusun

TersusunAtas

Unsur/senyawa

kimia

Agregat mikro:Menjerap unsur hara

Sebagian koloid liat, sebagaian lain bersifat cadangan mineral (= pasir)

Fraksi koloid menyelimuti/bersifat

perekat/semendari butir-butir primer

Koloid humus

Kompleks liat humus

Koloid liat humus gudang unsur hara (langsung tersedia bagi tanaman)

(< 0,001 mm)

Partikel liat (clay particle)

Alat ukur: Scanning electronmicroscope pembesaran 38.000 – 45.000 kali

Bentuk: lempeng-lempeng tipis bersegi enam, kadang2 segi banyak, atau lonjong

Struktur : kristal, susunan molekul: tetap (penelitian dg sinar X)

Penggolongan Mineral Liat1. Tipe 1 : 1

Tersusun: 1 lempeng si-tetrahedron dan 1 lempeng Al-oktahedron

Jarak antara 2 dasar : 7,2 Å Aktif pengikatan unsur hara permukaan luar Ada dua macam: (1) Kaolinit & (2) Haloisit

2. Tipe 2 : 1 Tersusun: 2 lempeng Si-tetrahedron mengapit 1 lempeng Al-

oktahedron Jarak antara 2 dasar: 9,6 – 21,5 Å Ada 2 macam:

1. Monmorilonit permukaan luar dan dalam aktif menjerap kation-kation & molekul air

2. Illit & Mika tidak dapat menjerap molekul air, jarak antara paket 10 Å & terdapat ion K diantara 2 paket ini.

3. Tipe campuran yang teratur Tersusun dalam lempengan-lempengan secara berganti (klorit)

4. Tipe struktur rantai Tersusun: rantai Si tetrahedron dan tri-oktahedron

Humus

Terbentuk dari proses humifikasi Bahan organik yang tidak dapat melapuk

lagi berupa koloid:Mengikat kation-kation Mengadakan pertukaran ion-ionMenjerap molekul air

(lebih banyak dari liat)

Humus & koloid liat

Dapat melakukan pertukaran

kation-kation yang terjerap

dengan

kation-kation yang bebas di dalam air tanah Ukuran unsur:

sukar mudah dipertukarkan

Memasamkantanah

Basa-basa dapat tukar KTK

KTK & NTK

KTK : Nilai maks besarnya daya adsorpsi seluruh kation, baik basa maupun asam

NTK : Nilai maks besarnya daya adsorpsi kation-kation basa (me/100 g tanah)

Apabila kompleks adsorpsi liat-humus sudah jenuh dengan kation-kation basa:

Kejenuhan basa (KB) = NTK/KTK x 100%

Mekanisme pertukaran kation-kation yang ada dalam larutan tanah dan kompleks jerapan

Ca 2+H +

Mg 2+

NH 4+ Na +

K +

H +H +

Mg 2+

NH 4+ Na +

K +

H +

+ 2H + + Ca 2+

H +H +

Ca 2+

K +

Mg 2+

H +H +

K +

K + Mg +

K +

H +

+ 2 KCl + CaCl 2

H +

dalam larutan tanah

dalam larutan tanah

Kekuatan penjerapan HOFMEISTER (menurut seri lyotropik)

Anion-anion :

PO43- > SO4

2- > F- > NO3- > Cl- > Br - > I-

Kation-kation :

Li3+ < Na+ < K+ < Mg2+ < Ca2+ < Sr2+ < Ba2+ < Al3+ …… < H+

Kebanyakan anion-anion dalam tanah relatif tidak begitu kuat dipegang/dijerap koloid liat cepat larut & tercuci air tanah

Ion fosfat segera terfiksasi tidak tersedia

Tanah pertanian dengan KTK tinggi akan mampu menjerap, menyimpan, dan menyediakan unsur hara cukup banyak (sebagai gudang) bagi tanaman sehingga tanah tersebut dinilai tingkat kesuburannya tinggi.

Muatan listrik pada permukaan liat tidak mantap, tetapi bisa berubah, karena bergantung pada reaksi (pH) tanah.

Analisis penentuan KTK tanah harus berdasarkan pH larutan tertentu Memakai ekstraksi amonium asetat (NH4OAc)

yang disangga pada pH 7 (buffer). Penentuan KTK tanah-tanah dengan pH di bawah 7

akan memberikan nilai KTK tanah > nilai KTK tanah sebenarnya,

Sedangkan pH tanah lebih besar dari 7 penentuan KTK dengan cara ini hasilnya akan < daripada nilai sebenarnya.

Ekstraksi dengan garam netral (1N KCl) pada pH tanah yang sebenarnya yaitu tanpa disangga.

Ekstraksi barium klorida dan trietanolamin (BaC12‑TEA) disangga pada reaksi (pH)  8,2.

Susunan kimia rata-rata di kerak bumiUnsur % Oksida-oksida %

Oksigen (O)

Silisium (Si)

Alumunium (Al)

Besi (Fe)

Kalsium (Ca)

Magnesium (Mg)

Natrium (Na)

Kalium (K)

Titanium (Ti)

Fosfor (F)

Mangan (Mn)

Belerang (S)

Klor (Cl)

Lain-lain

46,46

27,61

8,07

5,06

3,64

2,07

2,75

2,58

0,62

0,12

0,09

0,06

0,05

-

SiO2

Al2O3

Fe2O3

(FeO)

CaO

MgO

Na2O

K2O

TiO2

P2O5

Lain-lain

59,08

15,23

3,10

(3,72)

5,10

3,45

3,71

3,11

1,03

0,29

-

Susunan Unsur Kimia Tanah

Pasir (Sand)

Debu (Silt)

Liat (Clay)

Koloid Tanah(Mineral liat & humus)

KERANGKA

INTI

Air tanah &Ion terlarut

Larutan tanah!

Reaksi Tanah!

UH tersedia(bagi tanaman)

Ion-ion penting dalam larutan tanah atau permukaan koloidal (kompleks liat-humus)

Karbon (CO32- ; HCO3-) Besi (Fe2+ ; Fe3+)

Hidrogen (H+ ; OH-) Molibden (MoO42-)

Nitrogen (NH4+ ; NO2- ; NO3-) Mangan (Mn2+ ; Mn3+)

Fosfor (HPO42- ; H2PO4-) Tembaga (Cu+ ; Cu2+)

Kalium (K+) Seng (Zn2+) Kalsium (Ca2+) Boron (BO3

2-) Magnesium (Mg2+) Khlor (Cl-) Sulfur (SO3

2- ; SO42-)

Acidity and alkalinity Acid soil: Hydrogen cations (H+) form

acids → replace nutrient bases on colloid surfaces

accelerates chemical weathering, depletes nutrients

Alkaline soil: high in base cations (calcium, magnesium, potassium, sodium)

Acidity expressed by pH scale

Reaksi Tanah atau pH tanah

pH scale

Peredaran (Siklus) Beberapa Unsur Kimia Tanah di Alam