Top Banner
34

Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

Mar 21, 2019

Download

Documents

haliem
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf
Page 2: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

Oksida-Oksida Fe dan Al

Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion

- Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

- KTK rendah - Sering bermuatan positif

Page 3: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

KO

LOID

OR

GA

NIK

• Humus • Susunan : C,H,O

Amorf

KTK tinggi (> monmorilonit)

Lebih mudah hancur drp liat

Sumber muatan negatif : gugus

karboksil dan fenol

Muatan tergantung pH

Page 4: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

Negative charges on humus

5/31/2015

Central unit of a

humus colloid

(mostly C and H)

ENORMOUS external surface area!

(but no internal surface – all edges)

Page 5: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

Charges on soil colloids

5/31/2015

Colloid type

Humus (O.M.)

Silicate clays

Oxides of Al and Fe

Negative charge

200 cmolc/kg

100 cmolc/kg

4 cmolc/kg

Positive charge

0 cmolc/kg

0 cmolc/kg

5 cmolc/kg

So what will those negative charges adsorb?

Page 6: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

Perbedaan Koloid Liat dan Humus

• Misel tersusun dari Si, Al, O • Kristalin • Daya jerap kation lebih rendah • Mantap

KOLOID LIAT

• C, H, O • Amorf • Daya jerap kation lebih tinggi • Tidak semantap liat

KOLOID HUMUS

5/31/2015

Page 7: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

Types of charge

5/31/2015

Page 8: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

Permanent charge

5/31/2015

Octahedral sheet neutral Net negative charge

Page 9: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

pH-dependent charge: on edges

5/31/2015

H+ bound tightly, so

the lower the pH,

the less exchange

there is (i.e., lower

nutrient availability)

Especially important in kaolinite, humus, where no

internal charge imbalance

Page 10: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

Influence of pH on the CEC of smectite and humus

5/31/2015

Edge charge

= Internal charge

Page 11: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

Ion exchange

5/31/2015

The substitution of one ion for another on the surface or in the interstitial spaces of a crystal

Anion exchange (e.g.,

H2PO

4

- for NO

3

-)

Cation exchange (e.g.,

Ca2+

for K+)

Page 12: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

Definitions

5/31/2015

cation: An ion that carries

a positive charge

cation exchange: A process - cations

in solution exchanged with cations on exchange sites of minerals and

OM

cation exchange capacity (CEC): The total amount of exchangeable cations that a

particular material or soil can adsorb at a given pH

Page 13: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

Controls on ion exchange

5/31/2015

Strength of adsorption

-Related to hydrated ionic radius and valence -The smaller the radius and greater the valence, the more closely and strongly the ion is adsorbed. Strength valence/radius

Relative concentration

in soil solution

Page 14: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

Cation Exchange Capacity

5/31/2015

The sum total of all exchangeable cations that a

soil can adsorb

Expressed in terms of positive charge adsorbed per unit mass

If CEC =10 cmolc/kg

soil adsorbs 10 cmol of H+

can exchange it with 10

cmol K+, or 5 cmol Ca

2+

• number of charges, not

number of ions, what matters

cmolc = centimole of unbalanced

charge

Page 15: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

Exchange affinity

5/31/2015

Held more strongly

H+ Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > NH4+ = K+ > Na+

Held more weakly

This is referred to as the “Lyotropic series”

Strength of adsorption proportional to

valence ÷ hydrated radius

Page 16: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

Ion exchange vs. CEC

5/31/2015

Sandy loam

NH4+

Ca2+

H+

Mg2+

K+

NO3-

Cl-

Crystal edge

H+

VERY

acidic soil

H+

NO3-

NO3-

NO3-

H+

HSO4-

How many

charges are

there to fill???

CEC = 7;

AEC = 2

Page 17: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

Examples of cation exchange

5/31/2015

K+

K+

Al3+

+ 3K+

+ 2K+

Ca2+

K+

K+

K+ + Al3+

+ Ca2+

The interchange between a cation in solution and one on a colloid must be CHARGE balanced The reactions are reversible, unless…

Page 18: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

Kapasitas Tukar Kation(KTK)

5/31/2015

Banyaknya kation

(dalam miliekivalen)

yang dapat dijerap

tanah per satuan berat

tanah (100 gram)

Menggambarkan kation

yang dijerap +

dipertukarkan antara

kompleks jerapan dan

larutan tanah.

KTK tinggi kesuburan

tinggi.

Nilai KTK digunakan

untuk klasifikasi

tanah

KTK tinggi : 1. bila BO tinggi ,2. liat tinggi

Page 19: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

CEC and pH

5/31/2015

CEC

low

high

3 Soil pH

H+ binds

tightly, doesn’t

exchange

Na+ binds loosely,

exchanges readily

8

Page 20: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

Hubungan KTK - BO

5/31/2015

Page 21: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

5/31/2015

OM has highest CEC

2:1 clays

1:1 clays

Non-clayey soils

Page 22: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

CEC and weathering intensity

5/31/2015

Page 23: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

Soil Order CEC (cmolc/kg)

5/31/2015

Soil order CEC

Oxisols Low

Ultisols 1:1 clay

Alfisols 9.0

Mollisols 18.7

Vertisols 35.6

Histosols 128.0

low

high

2:1 clays

O.M.

Low pH

3.5

High Al/Fe oxides

Key factor

Page 24: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

Kapasitas Tukar Anion

5/31/2015

Kapasitas tukar anion

(KTA) banyak ditemukan

pada mineral liat amorf

dan liat Al dan Fe oksida

(seskuioksida)

Tanah yang mempunyai muatan positif berakibat :

a.Terjadi penjerapan anion seperti nitrat dan klor b.Kation-kation tidak dijerap oleh tanah sehingga mudah tercuci c.P dan S difiksasi sehingga menurunkan tingkat ketersediaannya

Page 25: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

KEJENUHAN BASA

5/31/2015

Perbandingan antara jumlah kation basa dengan jumlah semua kation (kation basa + kation asam)

Kation Basa : Ca++, Mg++, K+, Na+ Kation Asam : H+, Al3+

Kation basa : unsur hara yang diperlukan tanaman Tanah dengan kejenuhan basa tinggi : 1) belum tercuci, 2) subur

Tanah dengan kejenuhan basa rendah : Kompleks jerapan diisi kation asam (H+, Al3+ ) Kejenuhan basa maks pada pH netral.

Page 26: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

Adsorbed cations: area

5/31/2015

Humid region soil Arid region soil

H+

H+

H+

Al3+

K+

K+

Ca2+

Mg2+

H+

Mg2+

NH4+

Low pH (acidic)

High pH (basic)

Page 27: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

Soil Order Base Saturation (%)

5/31/2015

Soil order Base Sat

Oxisols Low

Ultisols

Alfisols Medium-High

Mollisols High >50%

<35%

low

high

Page 28: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

Unsur Hara

5/31/2015

Unsur makro Diperlukan

dalam jumlah banyak

Unsur mikro : Diperlukan

dalam jumlah sedikit

Page 29: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

5/31/2015

Mekanisme Penyerapan Hara 1.Aliran Masa • Gerakan unsur hara dalam tanah

menuju permukaan akar tanaman bersama-sama gerakan air. • Penarik : transpirasi • Perlu energi • Sebagian besar unsur hara : N (98,8%), Ca (71,4%), S(95%), Mo (95,2%)

Page 30: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

5/31/2015

2. Difusi

3.Intersepsi

Akar

• Perpindahan suatu zat (unsur hara) dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. • P (90,9%), K

(77,7%)

• Perpanjangan akar memperpendek jarak tempuh unsur hara mendekati akar tanaman •Ca (28,6%)

Page 31: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

MEKANISME SERAPAN ION

5/31/2015

difusi pasif

C BC C+

Absorpsi ion secara aktif

AB

A+

B-

Page 32: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

MEKANISME TRANSPOR HARA DALAM TANAMAN

5/31/2015

Ekstraseluler/transpor dinding sel

Transpor dari sel ke sel melalui plasmodesmata

APOPLAS

SIMPLAS

Page 33: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

5/31/2015

LEAKAGE (BOCORAN)

SECRETED

Jaringan stele permeabel dan tidak mampu

menyerap ion secara aktif

Sel parenchym memegang peran penting dalam

sekresi ion

MEKANISME PELEPASAN ION KE DALAM XYLEM

Page 34: Oksida-Oksida Fe dan Al - WordPress.com · Oksida-Oksida Fe dan Al Dapat melepaskan fiksasi P scr kuat melalui pertukaran anion - Pada tanah tua daerah tropik - Kristalin dan amorf

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Penyerapan Ion (Hara)

5/31/2015

Oksigen : rendah serapan rendah Temperatur

T rendah : membran fluiditas rendah/resistensi membran tinggi

Q10 = 2 X

Karbohidrat : rendah serapan rendah

Cahaya : fotosintesis serapan

pH : rendah mengurangi serapan kation