Materi 7 Kemasaman tanah SRU · PDF file- Sumber sulfat larut (air laut, air tanah kaya sulfat) - Bahan organik (oksidasi BO menyumbang elektron ut sulfat > sulfit) : SO4 –2 + 2

KEMASAMAN TANAH

PEN

GELO

LAAN

TAN

AH

KEMASAMAN TANAH

Sri Rahayu UtamiPEN

GELO

LAAN

TAN

AH

pH = - log [ H + ]HH22O O 2 H2 H++ + O+ O--22

H+OH-

H+ OH-

H+

OH-

AcidAcidpH = 6.0pH = 6.0

NeutralNeutralpH = 7.0pH = 7.0

AlkalinepH = 8.0

NeutralityAlkalinityAcidity

Gambut masam

Tanah alkalin

SUMBER KEMASAMAN

TANAH

Hdd H+

Kation aluminium:

MISEL Al Al 3+

Al(OH2)63+ + H2O ����Al(OH2)5

2+ + H3O+Al(OH2)63+ + H2O ����Al(OH2)5

2+ + 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+

Soi

l pH

& n

utrie

nt

avai

labi

lity

NP

KMg and CaS

BCu and Zn

Mo

Soi

l pH

& n

utrie

nt

avai

labi

lity

Soil pH

Mo

FeMn

AlFungi

Bacteria & Actinomycetes

4 5 6 7 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

Menurunkan kemasaman tanah = Menaikkan pH tanah = pengapuran

Gangguan kehidupan jasad renik tanah

HUBUNGAN pH dan KEJENUHAN Al

pH tanah

5.4

5.1

4.8

Ultisols & Oxisols

10 20 30 40 50 60 70% kejenuhan Al

4.5

4.2

3.9

HUBUNGAN KEJENUHAN Al dan HASIL

% hasil maks.

100

80

60

Ultisols & Oxisols

r = 0.93**

10 20 30 40 50 60 70% kejenuhan Al

40

20

0

r = 0.93**

1. Konsentrasi Al dlm larutan tanah > 1 ppm menyebabkanpenurunan hasil tanaman

2. Tembakau dan kentang sangat peka thd Al+++ dlm tanah,terutama akarnya (tebal, kaku dan bercak-bercak,jaringan mati)jaringan mati)

3. Pertumbuhan akar jagung mulai terganggu pada kondisi60% kejenuhan Al.

4. Al cenderung terakumulasi dalam akar dan menghambatpenyerapan dan translokasi Ca dan fosfat menuju tajuk,>>> gejala defisiensi Ca dan P.

1. Gangguan pertumbuhan tanaman pd tanah masam dapatjuga disebabkan oleh defisiensi Ca dan/atau Mg

2. Gangguan akar tembakau pd Ultisol yg tidak dikapurdisebabkan oleh keracunan Al dan defisiensi Ca.

3. Kalau Al diendapkan (dg menggunakan MgCO3) dan3tanpa Ca, pertumbuhan akar tembakau akan berhentidalam waktu 60 jam.

4. Tanah masam di daerah tropis dapat defisien Ca tanpamenunjukkan masalah toksisitas Al.

TOKSISITAS Al & DEFISIENSI Ca thd AKAR TEMBAKAU

% maks. pemanjangan akar

100

80

60

Dikapur CaCO3, pH 5.8, 4.4 meq Ca++

Dikapur MgCO3, pH 5.6, 0.4 meq Ca++

1 2 3 waktu (hari)

40

20

0

Tdk Dikapur, pH 4.2,

0.4 meq Ca++

EFEK Al thd PERTUMBUHAN AKAR

Tanah pH Al dd % Kejenuhan Berat kering akar tanamanme/100 g Al Jagung Sorghum

(mg/pot)Ultisol 4.8 4 40 931 400

4.5 6 57 874 2963.9 11 87 209 19

Oxisol 4.8 3 52 687 345 4.5 4 70 630 126 4.0 5 87 389 128

Status Al

1. Nilai M (Bilangan Mohr)

2. Nilai m (Bilangan Kamprath)

M = (Al/CECpH7) x 100

Gandum 15, kacang 20; jagung 35, padi 35-40; ubikayu, teh 50

2. Nilai m (Bilangan Kamprath)

3. Nilai r - Kamprath

m = (Al/muatan permanen) x 100

M = (Al/jml kation basa) x 100

0-10 no problem; kapas 10, kedelai 20, jagung 45

30 limit umum

PERBAIKAN KESUBURAN

• Peningkatan ketersediaan hara

• Penurunan toksisitas Al

• Peningkatan KTK

• Peningkatan pH

• Sistem bera

• Pemberian BO

• Pengapuran

• Menyelaraskan alam

BUFFERING CAPACITY

Ultisols 2.5 4.0 6.0 10.0

Oxisols 0.4 2.1 6.7 27.5

TANAH ke pH5 5.5-6.0 6.5-7.0 7.0-7.5

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 Kejenuhan pH Varietas tnm yg tolerankapur Al(t/ha) (%)

0.25 - 0.5 68 - 75 4.5 - 4.7 Gogo, ubikayu, mangga, mente0.25 - 0.5 68 - 75 4.5 - 4.7 Gogo, ubikayu, mangga, menteJeruk, Nanas, Centrosema, teh

0.5 - 1.0 45 - 58 4.7 - 5.0 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 rhizosfernyapeka: menurunkan pH tsb.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 dpjenis yg peka.

MEKANISME TOLERANSI / KEPEKAAN TANAMAN thd Al dlm TANAH

4. Al dalam akar tidak menghambat penyerapan dantranslokasi 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 hambatanpenyerapan dan translokasi fosfat

Beberapa contoh tanah ‘masam’

Ultisols Alfisols Oxisols

TANAH SULFAT MASAMHistosol

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)

Fe2O3(s) + 4SO4-2

(aq) + 8 CH2O + ½ O2 (aq)

2 FeS2(s) + 8 HCO3-

(aq) + 4 H2O

- Pembentukan besi monosulfit (FeS)

- Pembentukan pirit dg penggabungan FeS dan S

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 - Bahan organik (oksidasi BO menyumbang elektron ut sulfat > sulfit) : SO 4

–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 O2 + 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 + 2SO -2 + 4H+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

terhidrolisa menjadi besi oksida

sulfat

- CaCO3 + 2H+ + SO4-2 >>> CaSO4.2H2O + CO2

Hidrolisa silikat dan aktivitas Al

- Al 3+ + 3H2O >>> AlOH3 + 3H+

3. Reduksi

- Fe(OH)3 + 2H+ + ¼ CH2O >>>> Fe2+ + 11/4 H2O + ¼ CO+ ¼ CO2

Kecepatan proses pemasaman

- karbonat

- Kation basa dpt ditukar

- Silikat mudah lapuk

- karbonat

CaCO3 >>>> Ca2+ + CO3-2

CO3-2 + H2O >>> HCO3

- + OH-

HCO3- + H2O >>> H2CO3 + OH-

H2CO3- >>> H2O+ CO2H2CO3 >>> H2O+ CO2

- silikat

SiO

SiO44- + H2O

SiO3(OH)3- + OH-