Reaksi Kimia Tanah

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

          Tanah merupakan suatu benda alam yang tersusun dari padatan (bahan mineral dan bahan organik), cairan dan gas, yang menempati permukaan daratan, menempati ruang, dan dicirikan oleh horison-horison, atau lapisan-lapisan, yang dapat dibedakan dari bahan asalnya sebagai hasil dari suatu proses penambahan, kehilangan, pemindahan dan transformasi energi dan materi, atau berkemampuan mendukung tanaman berakar di dalam suatu lingkungan alami.

            Dalam tanah, gaya-gaya alam bereaksi terhadap bahan-bahan alam dipermukaan bumi sehingga berdiferensiasi membentuk horizon-horizon mineral maupun organik yang kedalamannya beragam dan berbeda-beda sifat-sifatnya dengan bahan induk yang terletak dibawahnya dalam hal morfologi, komposisi kimia, sifat-sifat fisik maupun kehidupan biologinya.

            Pada umumnya reaksi tanah baik tanah gambut maupun tanah mineral menunjukkan sifat kemasaman atau alkalinitas tanah yang dinyatakan dengan nilai pH. Nilai pH menunjukkan banyaknya konsentrasi ion Hidrogen (H+) di dalam tanah. Makin tinggi kadar ion H+ di dalam tanah, semakin masam tanah tersebut. Di dalam tanah selain H+ dan ion‑ion lain ditemukan pula ion OH-, yang jumlahnya sebanding dengan banyaknya H+.

B. Perumusan Masalah

Reaksi tanah merupakan suatu istilah yang digunakan untuk menyatakan reaksi asam atau basa dalam tanah. Koloid tanah adalah bahan organik dan bahan mineral tanah yang sangat halus sehingga mempunyai luas permukaan yang sangat tinggi persatuan berat. Karena koloid lempung bermuatan negatif, kation tertarik kepada partikel lempung dan terikat secara elektrostatik pada permukaan lempung. Fenomena ini dinamakan dengan jerapan kation. Kejenuhan basa adalah perbandingan antara kation basa dengan jumlah kation yang dapat dipertukarkan pada koloid tanah. Faktor-faktor yang mempengaruhi PH tanah adalah kadar atau kepekatan ion hidrogen di dalarn tanah tersebut. Nilai KTK tanah sangat beragam dan tergantung pada sifat dan ciri tanah itu sendiri. Besar kecilnya KTK tanah dipengaruhi oleh reaksi tanah, semakin tinggi pH semakin tinggi KTK, tekstur tanah, semakin tinggi kadar liat semakin tinggi KTK, jenis liat, KTK liat 2:1 lebih besar dari pada 1:1, kadar BO, makin tinggi BO makin tinggi KTK, pengapuran dan pemupukan kation, menaikan pH. Unsur  hara  yang larut dalam larutan-tanah  berasal  dari beberapa sumber  seperti pelapukan mineral  primer,  dekomposisi bahan  organik, deposisi dari atmosfer,  aplikasi   pupuk, AIR IRIGASI, rembesan air tanah dari tempat lain, dan lainnya. Aluminium dan besi dapat mengakibatkan tanaman kekurangan hara dan keracunan. Reaksi tanah dapat berdiferensiasi membentuk horizon-horizon mineral maupun organik yang kedalamannya beragam dan berbeda-beda sifat-sifatnya dengan bahan induk yang terletak dibawahnya dalam hal morfologi, komposisi kimia, sifat-sifat fisik maupun kehidupan biologinya.

BAB II

PEMBAHASAN

A.  1. REAKSI TANAH, KOLOID TANAH

Pengertian Reaksi Tanah

Reaksi tanah merupakan suatu istilah yang digunakan untuk menyatakan reaksi asam atau basa dalam tanah. Sejumlah proses dalam tanah dipengaruhi oleh reaksi tanah dan biokimia tanah yang berlansung spesifik. Pengaruh langsung terhadap laju dekomposisi mineral tanah dan bahan organik, pembentukan mineral lempung bahkan pertumbuhan tanaman (Anonim, 2009^a).

Pengaruh tidak langsungnya terhadap kelarutan dan ketersediaan hara tanaman, sebagai contoh perubahan konsentrasi fosfat dengan perubahan pH tanah. Konsentrasi ion H+ yang tinggi bisa meracuni tanaman. Secara teoritis, angka pH berkisar antara 1 sampai 14. Angka satu berarti kepekatan ion hidrogen di dalam tanah ada 10 ‑ 1 atau 1/10 gmol/l. Tanah pada kepekatan ini sangat asam. Sementara angka 14 berarti kepekatan ion hidrogennya 10‑14 gmol/l. Tanah pada angka kepekatan ini sangat basa (Anonim, 2009^a).

Tanah‑tanah yang ada di Indonesia sangat bervariasi tingkat keasamannya. Ada tanah yang masam seperti Podsolik Merah Kuning, dan latosol Tanah yang alkalis seperti Mediteran Merah Kuning dan Grumosol. Bagi tanah – ­tanah yang bereaksi masam, seringkali tidak atau kurang sesuai bagi pertumbuhan tanaman. Oleh karena itu pada tanah‑tanah demikian sering dilakukankan pengapuran (liming). bahan- bahan yang digunakan untuk menaikkan pH tanah yang bereaksi masam menjadi mendekati netral dengan harga pH sekitar 6,5 (Anonim, 2009^a).

Sifat Kemasaman Tanah

Terdapat dua jenis reaksi tanah atau kemasaman tanah, yakni kemasaman (reaksi tanah) aktif dan potensial. Reaksi tanah aktif ialah yang diukurnya konsentrasi hidrogen yang terdapat bebas dalam larutan tanah. Reaksi tanah inilah yang diukur pada pemakaiannya sehari‑hari. Reaksi tanah potensial ialah banyaknya kadar hidrogen dapat tukar baik yang terjerap oleh kompleks koloid tanah maupun yang terdapat dalam larutan (Anonim, 2009^a).

Sejumlah senyawa menyumbang pada pengembangan reaksi tanah yang asam atau basa. Asam‑asam organik dan anorganik, yang dihasilkan oleh penguraian bahan organik tanah yang merupakan konstituen tanah yang umum dapat mempengaruhi kemasaman tanah. Respirasi akar tanaman menghasilkan CO₂ yang akan membentuk H₂CO₃ dalam air. Air merupakan sumber lain dari sejumlah kecil ion H+. Suatu bagian yang besar dari ion‑ion H+ yang dapat dipertukarkan H (Anonim, 2009^a).

H—Lempung = H+H

Ion‑ion H+ tertukarkan tersebut berdisosiasi menjadi ion‑ion H+ bebas. Derajat ionisasi dan disosiasi ke dalam larutan tanah menentukan khuluk kemasaman tanah. Ion‑ion H+ yang dapat dipertukarkan merupakan penyebab terbentuknya kemasaman tanah potensial atau cadangan. Besaran dari kemasaman potensial ini dapat ditentukan dengan titrasi tanah. Ion‑ion H+ bebas menciptakan kemasaman aktif. Kemasaman aktif diukur dan dinyatakan sebagai pH tanah. Tipe kemasaman inilah yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman (Anonim, 2009^a).

Koloid Tanah

            Koloid tanah adalah bahan organik dan bahan mineral tanah yang sangat halus sehingga mempunyai luas permukaan yang sangat tinggi persatuan berat. Koloid tanah terdiri dari liat (koloid anorganik) dan humus (kolod organik). Koloid berukuran kurang dari 1 µ, sehingga tidak semua fraksi liat (kurang dari 2 µ) termasuk koloid (Anonim, 2008).

Koloid anorganik terdiri dari mineral liat Al-silikat, oksida-oksida Fe dan Al, mineral-mineral primer (Anonim, 2008).

Mineral liat Al-silikat mempunyai bentuk kristal yang baik misalnya kaolinit, haolisit, montmorilonit, ilit. Kaolinit dan haolisit banyak ditemukan pada tanah-tanah merah (coklat) yaitu tanah-tanah yang umumnya berdrainase baik, sedangkan montmorilonit ditemukan pada tanah-tanah yang mudang mengembang dan mengerut serta pecah-pecah pada musim kering misalnya tanah vertisol. Ilit ditemukan pada tanah-tanah berasal dari bahan induk yang banyak mengandung mika dan belum mengalami pelapukan lanjut. Adanya muatan negatif pada mineral liat disebabkan oleh beberapa hal yaitu : (1) Kelebihan muatan negatif pada ujung-ujung patahan kristal baik pada Si^-tetrahedron maupun Al-oktahedron, (2) Disosiasi H⁺ dari gugus OH^- yang terdapat pada tepi atau ujung kristal, (3) Substitusi isomorfik (Anonim, 2008).

Pada mineral liat Kaolinit masing-masing unit melekat dengan unit lain dengan kuat (oleh ikatan H) sehingga mineral ini tidak mudah mengembang dan mengerut bila basah dan kering bergantian. Substitusi isomorfik sedikit atau tidak ada sehingga kandungan muatan negatif atau KTK rendah. Muatan negatif hanya pada patahan-patahan kristal atau akibat disosiasi H bila pH naik. Karena itu, muatan negatif mineral ini meningkat bila pH naik (muatan tergantung pH) (Anonim, 2008).

Keadaan ini berbeda dengan mineral liat Montmorilonit dimana masing-masing unit dihubungkan dengan unit lain oleh ikatan yang lemah (oksigen ke oksigen) sehingga mudah mengembang (bila basah) dan mengerut (bila kering). Hal ini karena air (dan kation-kation) dan masuk pada ruang-ruang antar unit tersebut. Dalam proses pembentukan montmorilonit banyak Al³⁺ dalam Al^-oktahedron yang disubstitusi oleh Mg²⁺ sehingga banyak menghasilkan kelebihan muatan negatif. Kecuali itu ruang-ruang antar unit yang mudah dimasuki air internal surface yang aktif disamping sisi-sisi luar (external surace) dan ujung-ujung patahan. Karena itu montmorilonit mempunyai muatan negatif yang tinggi (KTK tinggi). Mineral ini pada pH kurang dari 6,0 hanya mengandung muatan tetap hasil substitusi isomorfik, tetapi bila pH lebih dari 6,0 maka terjadi muatan tergantung pH (Anonim, 2008).

Illit umumnya terbentuk langsung dari mika melalui proses alterasi. Mineral ini dapat menfiksasi K yang diberikan atau yang ada dalam larutan tanah. Adanya substitusi Si⁴⁺ dari Si^- tetrahedron oleh Al³⁺ menyebabkan muatan negatif mineral ini cukup tinggi (Anonim, 2008).

Koloid organik adalah humus. Perbedaan utama dari koloid organik (humus) dengan koloid anorganik (liat) adalah bahwa koloid organik (humus) terutama tersusun oleh C, H dan O sedangkan liat terutama tersusun oleh Al, Si dan O. Humus bersifat amorf, mempunyai KTK yang lebih tinggi daripada mineral liat (lebih tinggi dari montmorilonit), dan lebih mudah dihancurkan jika dibandingkan dengan liat. Sumber muatan negatif dari humus terutama adalah gugusan karboksil dan gugusan phenol. Muatan dalam humus adalah muatan tergantung pH. Dalam keadaan masam, H⁺ dipegang kuat dalam gugusan karboksil atau phenol, tetapi iktan tersebut menjadi kurang kekuatannya bila pH menjadi lebih tinggi. Akibatnya disosiasi H⁺ meningkat dengan naiknya pH, sehingga muatan negatif dalam koloid humus yang dihasilkan juga meningkat. Berdasar atas kelarutannya dalam asam dan alkali, humus diperkirakan disusun oleh tiga jenis bagian utama, yaitu asam fulvik, asam humik dan humin (Anonim, 2008).

2. HUBUNGAN PERTUKARAN KATION DAN ANION DALAM TANAH DAN PERTUMBUHAN TANAMAN

Karena koloid lempung bermuatan negatif, kation tertarik kepada partikel lempung dan terikat secara elektrostatik pada permukaan lempung. Fenomena ini dinamakan dengan jerapan kation (Anonim, 2011^a).

            Ion dengan  ukuran hidratasi yang rendah, lebih dulu teradsorpsi. Urutan jerapan kation monovalen oleh lempung:

Cs > Rb > K > Na > Li 

disebut sebagai Lyotropic Series (Anonim, 2011^a).

Reaksi Pertukaran Kation

            Reaksi pertukaran kation juga melibatkan H⁺ sehingga istilah “Pertukaran Kation”  lebih tepat daripada “Pertukaran Basa”. Kation yang terjerap dapat ditukar oleh kation lainnya, dan proses ini dinamakan sebagai pertukaran kation. Reaksi pertukaran ini berlangsung secara instant (Anonim, 2011^a).

         Ca – Tanah  +   2NH₄⁺    ®    (NH₄)₂  - Tanah   +  Ca²⁺

Jerapan dan pertukaran kation ini mempunyai arti penting di dalam serapan hara oleh tanaman, kesuburan tanah, retensi hara dan pemupukan. Kation yang terjerap biasanya tersedia untuk tanaman dengan menukarkannya dengan ion H⁺ hasil respirasi akar tanaman (Anonim, 2011^a). 

            Hara yang ditambahkan ke dalam tanah melalui pemupukan akan diikat oleh permukaan koloid tanah dan dapat dicegah dari pelindian, sehingga dapat menghindari kemungkinan pencemaran air tanah (ground water) (Anonim, 2011^a).

Kapasitas Pertukaran Kation (KPK)

            Kapasitas tukar kation (KTK) merupakan sifat kimia yang sangat erat hubungannya dengan kesuburan tanah. Tanah-tanah dengan kandungan bahan organik atau kadar liat tinggi mempunyai KTK lebih tinggi daripada tanah-tanah dengan kandungan bahan organik rendah atau tanah-tanah berpasir (Hardjowogeno 2003).

            Menurut  Hardjowogeno (2003) nilai KTK tanah sangat beragam dan tergantung pada sifat dan ciri tanah itu sendiri. Besar kecilnya KTK tanah dipengaruhi oleh :

a) Reaksi tanah, semakin tinggi pH semakin tinggi KTK.
b) Tekstur tanah, semakin tinggi kadar liat semakin tinggi KTK.
c) Jenis liat, KTK liat 2:1 lebih besar dari pada 1:1
d) Kadar BO, makin tinggi BO makin tinggi KTK.
e) Pengapuran dan pemupukan kation, menaikan pH.
kapasitas tukar kation tanah sangat beragam, karena jumlah humus dan liat serta macam liat yang dijumpai dalam tanah berbeda-beda pula.

            KPK atau Cation Exchange Capacity (CEC) merupakan kapasitas tanah untuk menjerap atau menukar kation. Biasanya dinyatakan dalam miliekuivalen/100 g tanah atau me %, tetapi sekarang diubah menjadi cmolc/kg tanah (centimoles of charge per kilogram of dry soil ) (Anonim, 2011^a).

            Menurut Anonim (2011) nilai KPK tanah bervariasi bergantung kepada tipe and jumlah koloid di dalam tanah. Pada umumnya KPK koloid tanah adalah sebagai berikut:

Koloid Tanah	KPK  (me %)
Humus	200
Vermikulit	100-150
Montmorilonit	70-95
Illit	10-40
Kaolinit	3-15
Seskuioksida	2-4

Kation dengan valensi lebih besar diabsorbsi lebih kuat dari pada kation dengan valensi yang lebih rendah. Untuk suatu valensi tertentu, kation dengan radius hidrasi terkecil akan bergerak merapat kepermukaan misel  dan diabsorbsi dan lebih diabsorbsi lebih kuat (Anonim, 2009^b).

KPK Efektif (CECe)

FIKSASI (SEMATAN) KATION

Dalam kondisi tertentu kation yang teradsorpsi terikat secara kuat oleh lempung  sehingga tidak dapat dilepaskan kembali oleh reaksi pertukaran. Kation ini disebut KATION YANG TERFIKSASI  atau TERSEMAT (Anonim, 2011^a).

Walaupun sembarang kation dapat mengalami fiksasi, tetapi yang paling penting adalah fiksasi K⁺ dan NH₄⁺ yang terjadi dengan mekanisme yang sama.

Mineral lempung yang banyak meyumbang fiksasi K⁺ dan NH₄⁺  antara lain : mika, illit, montmorilonit, dan vermikulit. Permikutit, zeolit, feldspar dan glaukonit juga diduga dapat mefiksasi K. Ada pendapat bahwa mineral dengan muatan interlayer yang kuat dan mempunyai zona (wedge zone) yang mempunyai selektifitas tinggi terhadap K akan banyak memfiksasi K (Anonim, 2011^a) .

K yang terfiksasi dapat dilepaskan kembali dan menjadi tersedia untuk tanaman. Adanya asam humat dan asam fulvat di dalam tanah dapat mempercepat proses tersebut. Tisdale dan Nelson (1975) berpendapat bahwa fiksasi K merupakan poses konservasi di alam. Fiksasi K penting di dalam tanah pasiran untuk mencegah dari pelindian. Pemupukan K⁺ dan NH₄⁺  yang  terus menerus dapat menurunkan fiksasi K (Anonim, 2011^a).

Kapasitas Tukar Anion (KTA)

KPA adalah Kapasitas lempung untuk menyerap dan menukar anion. Lempung akan bermuatan positif hanya terjadi dalam kondisi asam, ketika dimana pH tanah dibawah ZPC Clay atau karena patahnya ikatan mineral lempung (Anonim, 2009^b).

Tempat pertukaran anion timbul dari protonasi hidroksil pada permukaan laut. Gilosite merupakan oksida liat yang teriri dari alumenium dalam koordinasi 6 dengan hidroksil. Dalam lingkungan acidik yang normal, tanah tropik mengalami pelapukan tinggi, hidroksil mengambil atom hydrogen (proton) (Anonim, 2009^b).

Jenis Anion : SiO₄^4-, H₂PO₄^-, SO₄^2-, NO₃^- dan Cl^-

Menurut Anonim (2009^b) kapasitas tukar kation meningkat seperti peningkatan PH tanah dan kapasitas tukar anion meningkat dengan berkurangnya PH tanah. Sebagian kecil Horison tanah bermuatan positif tetapi, peranan peristiwa ini dapat melebihi perkiraan, sebab hubungan timbal balik tanah dan makanan tanaman yang sangat penting, ringkasnya, tanah dengan koloid bermuatan positif :

1.  Mengabsobsi anion Ion-ion netral dan khlor.

2.  Kation seperti kalsium, magnesium, dan kalium ditolak dan tetap sangat rentan terhadap pencucian dalam larutan tanah.

B. 1. HUBUNGAN ANTARA PH TANAH DAN PERSEN KEJENUHAN BASA  HIDROGEN

            Kejenuhan basa adalah perbandingan antara kation basa dengan jumlah kation yang dapat dipertukarkan pada koloid tanah. Kejenuhan basa mencerminkan perbandingan kation basa dengan kation hidrogen dan alumunium. Berarti semakin kecil kejenuhan basa semakin masam pulalah reaksi tanah atau pH-nya makin rendah. Kejenuhan basa 100% mencerminkan pH tanah yang netral, kurang dari itu mengarah ke pH tanah masam, Sedangkan lebih dari itu mengarah ke basa (Anonim, 2011^b).

Kejenuhan basa adalah perbandingan dari jumlah kation basa yang ditukarkan dengan kapasitas tukar kation yang dinyatakan dalam persen. Kejenuhan basa rendah berarti tanah kemasaman tinggi dan kejenuhan basa mendekati 100% tanah bersifal alkalis. Tampaknya terdapat hubungan yang positif antara kejenuhan basa dan pH. Akan tetapi hubungan tersebut dapat dipengaruhi oleh sifat koloid dalam tanah dan kation-kation yang diserap. Tanah dengan kejenuhan basa sama dan komposisi koloid berlainan, akan memberikan nilai pH tanah yang berbeda. Hal ini disebabkan oleh perbedaan derajat disosiasi ion H+ yang diserap pada permukaan koloid (Anonim, 2011^b).

Basa-basa yang dapat dipertukarkan meliputi Ca, Mg, K, dan Na. Persentase penjenuhan basa adalah persentase kapasitas pertukaran kation-kation itu (Anonim, 2011^b).

Secara umum jika pH tinggi, kejenuhan basa akan tinggi. Kejenuhan basa yang rendah berarti kandungan ion H yang tinggi. Kejenuhan basa biasanya dapat digunakan sebagai indikasi kesuburan tanah. Tanah sangat subur àdalah derajat kejenuhan basa lebih dari 80%. Tanah kesuburan sedang àdalah derajat kejenuhan basanya antara 50%-80%, tanah tidak subur àdalah derajat kejenuhan basa kurang dari 50%. Pengapuran meningkatkan kejenuhan basa (Anonim, 2011^b).

Tanah dengan fraksi pasir tinggi, pencucian basa – basa terjadi lebih intensif dibandingkna tanah bertekstur halus. Sebagai akibat hubungan tidak langsung, maka C organik, kation dapat ditukar, Kapasitas Pertukaran Kation tanah yang mempunyai korelasi positif sangat nyata dengan fraksi liat, juga berkorelasi positif sangat nyata dengan K potensial. Kandungan basa – basa dapat ditukar yang renda, menunjukkan bahwa tanah telah mengalami pencuciann lanjut dan bahan induk tanah tergolong miskin basa – basa dan unsur hara (Anonim, 2011^b).

Kejenuhan basa berhubungan erat dengan KPK tanah yaitu % Kejenuhan basa =  [Jumlah Kation Tertukar (dlm me %) / KPK] x 100

Contoh :

Kation Tertukar	me  %
Ca	10
Mg	5
K	10
Na	5
Jumlah	30

Jika KPK tanah = 50%, maka % kejenuhan basa = 30/50 x 100 = 60 %. Ada korelasi positif antara pH tanah dan persen kejenuhan basa. Secara umum jika pH tinggi, kejenuhan basa akan tinggi (Anonim, 2011^a).

Menurut Anonim (2011^a) kejenuhan basa yang rendah berarti kandungan H+ yang tinggi. Kejenuhan basa biasanya dapat digunakan sebagai indikasi kesuburan tanah :

Tanah sangat subur ® derajat kejenuhan basa ≥ 80%,

Tanah kesuburan sedang ® derajat kejenuhan basa 50 % - 80 %

Tanah tidak subur ® derajat kejenuhan basa ≤ 50 %

Pengapuran (liming) dapat meningkatkan kejenuhan basa.

2. FAKTOR-FAKTOR LAIN YANG MEMEPENGARUHI PH TANAH

            Keasaman tanah ditentukan oleh kadar atau kepekatan ion hidrogen di dalarn tanah tersebut. Bila kepekatan ion hidrogen di dalam tanah terlalu tinggi maka tanah akan bereaksi asam. Sebaliknya, bila kepekatan ion hidrogen terIalu rendah maka tanah akan bereaksi basa. Pada kondisi ini kadar kation OH‑ lebih tinggi dari ion H+. Tanah masam adalah tanah dengan pH rendah karena kandungan H+ yang tinggi (Anonim, 2009^a).

Pada tanah masam lahan kering banyak ditemukan ion Al3+ yang bersifat masam karena dengan air ion tersebut dapat menghasilkan H+. Dalarn keadaan tertentu, yaitu apabila tercapai kcjenuhan ion Al3+ tertentu, terdapat juga ion Al-hidroksida dengan cara sebagai berikut :

Al3+ + 3H2O —– Al(OH)2+ + H+

Al3+ + OH- —– Al(OH)2+

dengan demikian dapat menimbulkan variasi kemasaman tanah.
Di daerah rawa‑tawa, tanah masam umumnya disebabkan oleh kandungan asam sulfat yang tinggi. Di daerah ini sering ditemukan tanah sulfat masam karena mengandung, lapisan cat clay yang menjadi sangat masarn bila rawa dikeringkan akibat sulfida menjadi sulfat (Anonim, 2009^a).

Kebanyakan partikel lempung berinteraksi dengan ion H+. Lempung jenuh hidrogen mengalami dekomposisi spontan. Ion hidrogen menerobos lapisan oktahedral dan menggantikan atom Al. Aluminium yang dilepaskan kemudian dijerap oleh kompleks lempung dan suatu kompleks lempung-Al‑H terbentuk dengan cepat ion. Al3+ dapat terhidrolisis dan menghasilkan ion H+:H

lempung – Al3+ + 3H2O —- Al(OH)3 + H– lempung – = H+H (Anonim, 2009^a).

Reaksi tersebut menyumbang pada peningkatan konsentrasi ion H+ dalam tanah. Sumber keasaman atau yang berperan dalam menentukan keasaman pada tanah gambut adalah pirit (senyawa sulfur) dan asam‑asam organik. Tingkat keasaman gambut mempunyai kisaran yang sangat lebar. Keasaman tanah gambut cendrung semakin tinggi jika gambut semakin tebal. Asam‑asam organik yang tanah gambut terdiri dari atas asam humat, asam fulvat, dan asam humin. Pengaruh pirit yaitu pada oksida pirit yang akan menimbulkan keasaman tanah hingga mencapai pH 2 ‑ 3. Pada keadaan ini hampir tidak ada tanaman budidaya yang dapat tumbuh baik. Selain menjadi penghambat pertumbuhan tanaman, pirit menyebabkan terjadinya karatan (corrosion) sehingga mempercepat kerusakan alat‑alat pertanian yang terbuat dari logam (Anonim, 2009^a).

C. 1. PERAN DAYA PERTUKARAN KATION PADA PH TANAH YANG BERUBAH

Menurut  Hardjowogeno (2003) nilai KTK tanah sangat beragam dan tergantung pada sifat dan ciri tanah itu sendiri. Besar kecilnya KTK tanah dipengaruhi oleh :

a) Reaksi tanah, semakin tinggi pH semakin tinggi KTK.
b) Tekstur tanah, semakin tinggi kadar liat semakin tinggi KTK.
c) Jenis liat, KTK liat 2:1 lebih besar dari pada 1:1
d) Kadar BO, makin tinggi BO makin tinggi KTK.
e) Pengapuran dan pemupukan kation, menaikan pH.

Reaksi tanah atau PH

Pada kebanyakan tanah ditemukan bahwa pertukaran kation berubah dengan berubahnya pH tanah. Pada pH rendah, hanya muatan permanen liat, dan sebagian muatan koloid organik memegang ion yang dapat digantikan melalui oertukaran kation. Dengan demukuan KTK relative rendah.  

Tekstur tanah atau jumlah liat

Semakin tinggi jumlah liat suatu jenis tanah yang sama, KTK juga bertambah besar. Semakin halus tekstur tanah semakin besar pula jumlah koloid liat organiknya, sehingga KTK makin besar. Sebaliknya tekstur kasar seperti debu atau pasir, jumlah koloid liat relative kecil demikian oula koloid organiknya, sehingga KTK relative lebih kecil dari pada tanah bertekstur halus.

Bahan organik

Bahan organik mempunyai daya serap kation lebih besar dari pada koloid liat berarti semakin tinggi kandungan bahan organik suatu tanah semakin tinggi pula KTKnya.

Pengapuran dan pemupukan

Pengaruh pengapuran dan pemupukan ini berkaitan erat dengan perubahan pH, yang selanjutnya mempengaruhi KTK tanah. Besarnya KTK dinyatakan dengan satuan miliekuivalen (me). Satu me sama dengan satu milligram H, atau sejumlah ion lain yang dapat berkombinasi atau menggantikan ion hydrogen.

Ion-ion nitrat  dan khlorida sangat mudah larut dan lazimnya tidak mem­bentuk senyawa yang tidak-larut dengan komponen tanah.  Akibat­nya  nitrat  dan khlorida yang ditambahkan ke tanah  akan  tetap berbentuk anion dalam larutan tanah hingga diserap oleh akar tanaman  atau jasad  renik,  tercuci, atau mengalami reaksi denitrifikasi nitrat. Anion  sulfat  dalam tanah-tanah  netral  dan alkalis mempunyai perilaku  yang  serupa dengan  nitrat,  tetapi dalam tanah-tanah masam  cenderung  untuk dijerap oleh koloid tanah. Kebanyakan  unsur hara lainnya membentuk  beberapa  tipe senyawa yang kurang melarut dan cenderung mempertahankan konsentrasi kesetimbangan dalam larutan tanah.  Dengan demikian kation-kation  larut  air  akan berkesetimbangan  dengan kation tukar; kation-kation  seperti Cu dan Zn mempunyai ciri-ciri  asam Lewis (sebagai  aseptor elektron) dapt membentuk kompleks dengan  bahan organik tanah; ion ferri dan Al membentuk hidroksida atau  oksida hidrous yang tidak melarut; fosfor membentuk senyawa Fe-fosfat, Al-fosfat dan Ca-fosfat yang tidak melarut (Anonim, 2008).

Kondisi  pH tanah merupakan faktor penting  yang menentukan kelarutan unsur  yang  cenderung berkesetimbangan dengan  fase padatan (Tabel 1). Kelarutan oksida-oksida hidrous dari Fe dan Al secara langsung tergantung pada konsentrasi hidroksil (OH^-) dan menurun  kalah pH meningkat. Kation hidrogen (H⁺) bersaing secara langsung dengan kation-kation asam Lewis lainnya membentuk  tapak kompleksi,  dan oleh karenanya kelarutan kation kompleks seperti Cu  dan Zn akan meningkat dengan menurunnya pH.  Konsentrasi kation hidrogen  menentukan besarnya KTK tergantung-muatan  (dependent charge) dan  dengan demikian akan mempengaruhi aktivitas semua kation tukar.  Kelaru­tan Fe-fosfat, Al-fosfat dan Ca-fosfat sangat tergantung pada pH, demikian juga  kelarutan anion molibdat (MoO₄) dan  sulfat  yang terjerap.  Anion molibdat dan sulfat yang terjerap,  dan fosfat yang  terikat  Ca kelarutannya akan menurun kalau pH  meningkat.  Selain itu, pH juga mengendalikan kelarutan karbonat dan silikat, mempengaruhi reaksi-reaksi redoks, aktivitas jasad  renik,  dan menentukan bentuk-bentuk kimia dari fosfat dan  karbonat  dalam larutan tanah.   Pengasaman mineral  silikat  dapat menggeser "muatan  patahan" dari negatif menjadi positif (Anonim, 2008).  

Tabel  1. Pengaruh  kemasaman  terhadap beberapa reaksi yang  berlangsung dalam tanah

No.	Gugusan yang ter-pengaruhi	Reaksi-reaksi umum
1.	Hidroksida dan	xAl3+ + 3xOH-   ===   AlxOH(3x-y)y+  +  yOH-  === xAl(OH)3
	Oksida	xFe3++ 3xOH- === FexOH(3x-y)y+  +  yOH- ====
		xFe(OH)3 === 0.5xFe2O3 + 3x H2O
2.	Karbonat	CaCO3 + 2H+ === Ca++ + CO2 + H2O
3.	Kompleks*)	CuCh + 2H+ === Cu++ + H2Ch
4.	Fosfat	Fe(OH) 2H2PO4 + OH-   ===   Fe(OH) 3 + H2PO4-
		Al(OH) 2H2 PO4 + OH- === Al(OH) 3 + H2PO4-
		Ca10(PO4)6(OH) 2 +14H+ === 10Ca++ + 6H2PO4- + 2H2O
5.	Silikat	Mg2SiO4 + 4 H+ === 2Mg++ + Si(OH)4
		SiO2 +H2O +OH- ===  OSi(OH) 3-
6.	KTK (tergantung pH)	M+X- + H+ === M+ + HX (**)
7.	Muatan pada	Si                                Si
	patahan	O 0.5- +  H+   ===  OH 0.5+
	silikat	Al                             Al
		Al-OH0.5- + H+    ====   Al-OH2 0.5+
8.	Sistem redoks	Mn2+ + H2O + O2 === 2 H+ + MnO2
		2Fe2+ + 5 H2O + O2 === 4H+ + 2Fe(OH) 3
		H2S + 2O2   ===   2H+ + SO4=
		NH4+ +  2O2  === 2 H+ +   NO3- + H2O
9.	Ion dalam	HPO4= +  H+  ===  H2PO4-
	larutan	H2CO3    ===  HCO3- + H+  ===  CO3= + 2 H+
		Cu++  +  OH-  ====  CuOH+

Keterangan: *) Ch adalah khelat, mencerminkan elektron donor. (**) X merupakan tapak muatan yang tergantung pH, terutama karboksilat dan fenolat, M+ merupakan kation tukar.

(a). denitrifikasi nitrat, kombinasi reaksi 1 dan 4

(b). reduksi MnO₂ menjadi Mn++, reaksi no. 5

(c). reduksi Cu++ menjadi Cu+, reaksi no. 7

(d). reduksi oksida hidrous Fe+++ menjadi Fe++, no. 8

(e). reduksi SO4= menjadi H₂S, reaksi no. 9

(f). produksi CH4, reaksi no. 10

(g). produksi H₂, reaksi no. 12

2. MEKANISME PENYEDIAAN UNSUR HARA MAKRO DAN UNSUR HARA MIKRO

Unsur  hara  yang larut dalam larutan-tanah  berasal  dari beberapa sumber  seperti pelapukan mineral  primer,  dekomposisi bahan  organik, deposisi dari atmosfer,  aplikasi   pupuk, AIR IRIGASI, rembesan air tanah dari tempat lain, dan lainnya (Anonim, 2008) . 

Ion-ion nitrat  dan khlorida sangat mudah larut dan lazimnya tidak mem­bentuk senyawa yang tidak-larut dengan komponen tanah.  Akibat­nya  nitrat  dan khlorida yang ditambahkan ke tanah  akan  tetap berbentuk anion dalam larutan tanah hingga diserap oleh akar tanaman  atau jasad  renik,  tercuci, atau mengalami reaksi denitrifikasi nitrat. Anion  sulfat  dalam tanah-tanah  netral  dan alkalis mempunyai perilaku  yang  serupa dengan  nitrat,  tetapi dalam tanah-tanah masam  cenderung  untuk dijerap oleh koloid tanah. Kebanyakan  unsur hara lainnya membentuk  beberapa  tipe senyawa yang kurang melarut dan cenderung mempertahankan konsentrasi kesetimbangan dalam larutan tanah.  Dengan demikian kation-kation  larut  air  akan berkesetimbangan  dengan kation tukar; kation-kation  seperti Cu dan Zn mempunyai ciri-ciri  asam Lewis (sebagai  aseptor elektron) dapt membentuk kompleks dengan  bahan organik tanah; ion ferri dan Al membentuk hidroksida atau  oksida hidrous yang tidak melarut; fosfor membentuk senyawa Fe-fosfat, Al-fosfat dan Ca-fosfat yang tidak melarut (Anonim, 2008).

Unsur Hara makro maupun mikro walaupun berbeda dalam jumlah kebutuhanya,namun dalam fungsi pada tanaman,masing-masing unsur sama pentingnya dan tidak bisa digantikan satu sama lain.kalau diilustrasikan ibarat roda mobil dengan setir /kemudi.dalam junlah kebutuhan ,roda dibutuhkan lebih banyak daripada kemudi,namun dari segi kepentinganya,roda tidak dapat mengalahakan kemudi.dalam hal ini unsur hara mempunyai fungsi dan peran khusus sendiri-sendiri terhadap proses pertumbuhan dan perkembangan tanaman,sehingga ketika terjadi kekurangan salah satu dari unsur hara tersebut maka akan mengakibatkan tidak optimalnya pertumbuhan dan perkembangan tanaman (Anonim, 2008).

Unsur Hara yang diberikan pada tanaman sebaiknya sudah dalam bentuk ion seperti: NH,HPO,K,Mg,SO, dan laiUnsur Hara merupakan senyawa organis maupun anorganis yang terdapat didalam tanah atau dengan kata lain, unsur hara merupaka nutrisi yang terkandung di dalam tanah dan dibutuhkan oleh tanaman. Unsur Hara sangat dibutuhkan untuk tumbuh kembang tanaman. Berdasarkan tingkat kebutuhannya maka dapat di golongkan menjadi 2 bagian yaitu unsur hara makro dan unsur hara mikro (Anonim, 2008).    

Unsur hara makro adalah unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah besar, yang termasuk unsur hara makro adalah N, P, K, Ca, S dan Mg. sedangkan unsur hara mikro adalah unsur hara dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah kecil / sedikit , yang termasuk unsur hara mikro adalah Fe, Cu, Zn, Mn, Mo, B, Na dan Cl. Kebutuhan unsur hara ini mutlak bagi setiap tanaman dan tidak bisa digantikan oleh unsur yang lain tentunya dengan kadar yang berbeda sesuai jenis tanamannya sebab jika kekurangan unsur hara akan menghambat pertumbuhan tanaman itu sendiri (Anonim, 2008).   

Seperti manusia, tanaman memerlukan makanan yang sering disebut hara tanaman. Berbeda dengan manusia yang menggunakan bahan organik, tanamana menggunakan bahan anorganik unruk mendapatkan energi dan pertumbuhannya. Dengan fotosintesis, tanaman mengumpulkan karbon yang ada di atmosfir yang kadarnya sangat rendah, ditambah air yang diubah menjadi bahan organik oleh klorofil dengan bantuan sinarmatahari. Unsur yang diserap untuk pertumbuhan dan metabolisme tanaman dinamakan hara tanaman. Mekanisme perubahan unsur hara menjadi senyawa organik atau energi disebut metabolsime. Dengan menggunakan hara, tanaman dapat memenuhi siklus hidupnya. Fungsi hara tanaman tidak dapat digantikan oleh unsur lain dan apabila tidak terdapat suatu hara tanaman, maka kegiatan metabolisme akan terganggu atau berhenti sama sekali. Disamping itu umumnya tanaman yang kekurangan atau ketiadaan suatu unsur hara akan menampakkan gejala pada suatu orrgan tertentu yang spesifik yang biasa disebut gejala kekahatan. Unsur hara yang diperlukan tanaman adalah Karbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N), Fosfor (P), Kalium (K), Sulfur (S), Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), Seng (Zn), Besi (Fe), Mangan (Mn), Tembaga (Cu), Molibden (Mo), Boron (B), Klor (Cl), Natrium (Na), Kobal (Co), dan Silikon (Si) (Anonim, 2008).          

Unsur Na, Si, dan Co dianggap bukan unsur hara essensial, tetapi hampir selalu terdapat dalam tanaman. Misalnya, unsur Na pada tanaman di tanah garaman yang kadarnya relatif tinggi dan sering melebihi kadar P (Fosfor). Silikon (Si) pada tanaman padi dianggap penting walaupun tidak di perlukan dalam proses metabolsime tanaman. Jika tanaman padi mengandung Si yang cukup, maka tanaman tersebut lebih segar dan tidak mudah roboh diterpa angin sehingga seakan akan Si meningkatkan produksi tanaman. Berdasarkan jumlah yang di perlukan tanaman, Unsur hara di bagi menjadi dua golongan, yakni unsur hara makro dan unsur hara mikro. Unsur hara makro dibutuhkan tanaman dan terdapat dalam jumlah yang lebih besar, di bandingkan dengan unsur hara mikro. Davidescu (1988) mengusulkan bahwa batas perbedaan unsur hara makro dan mikro adalah 0,02 % dan bila kurang disebut unsur hara mikro. Ada juga unsur hara yang tidak mempunyai fungsi pada tanaman, tetapi kadarnya cukup tinggi dalam tanaman dan tanaman yang hidup pada suatu tanah tertentu selalu mengandung unsur hara tersebut misalnya unsur hara Al (Almunium), Ni (Nikel) dan Fe (Besi). Berdasarkan sumber penyerapannya, unsur hara di pilahkan menjadi dua, yakni unsur hara yang di serap dari udara dan unsur hara yang diserap dari tanah (Anonim, 2008).         
• Diserap dari Udara  
Unsur hara yang di serap dari udara adalah C, O, dan S, yaitu berasal dari CO2, O2, dan SO2, Penyerapan N baik dari udara maupun dari tanah diasimilasikan dalam proses reduksi dan aminasi. Nitrogen (N) udara diserap dari N2 bebas lewat bakteri bintil akar dan NH3 di serap lewat stomata tanaman (Anonim, 2008).
• Diserap dari tanah   
Penyerapan unsur hara dilakukan oleh akar tanaman dan diambil dari kompleks jerapan tanah ataupun dari larutan tanah berupa kation dan anion. Adapula yang dapat diserap dalam bentuk khelat yaitu ikatan kation logam dengan senyawa organik. Dewasa ini kebanyakan unsur hara mikro diberikan lewat daun (Anonim, 2008).

D. KERACUNAN ALUMINIUM, BESI DAN MANGAN  PADA TANAH ASAM

Aluminium dan besi mengakibatkan tanaman kekurangan hara dan keracunan. Salah satu upaya yang ditempuh dalam upaya meningkatkan dan memperbaiki lahan masam adalah dengan menurunkan keasaman dan meninglatkan kejenuhan basa yang diperoleh dengan pemberian kapur serta pemupukan. Dengan adanya peningkatan kejenuhan basa,maka pH tanah naik dan unsur hara relatif lebih mudah Reaksi tanah merupakan suatu istilah yang digunakan untuk menyatakan reaksi asam atau basa dalam tanah. Sejumlah proses dalam tanah dipengaruhi oleh reaksi tanah dan biokimia tanah yang berlansung spesifik. Pengaruh lansung terhadap laju dekomposisi mineral tanah dan bahan organik, pembentukan mineral lempung bahkan pertumbuhan tanaman. Pengaruh tidak lansungnya terhadap kelarutan dan ketersediaan hara tanaman. sebagai contoh perubahan konsentrasi fosfat dengan perubahan pH tanah. Konsentrasi ion H+ yang tinggi bisa meracun bagi tanaman.Secara teoritis, angka pH berkisar antara 1 sampai 14. Angka satu berarti kepekatan ion hidrogen di dalam tanah ada 10 - 1 atau 1/10 gmol/l. Ketersediaan unsur hara makro di dalam tanah ini sedikit sedangkan hara mikro seperti Besi dan Aluminium tinggi. Hal ini mengakibatkan tanaman kekurangan hara dan keracunan (Anonim, 2009^a).

E.ASAL USUL, STRUKTUR DAN SIFAT-SIFAT MINERAL TANAH LIAT

Tanah adalah tubuh alam yang terbentuk dan berkembang sebagai akibat bekerjanya gaya-gaya alam terhadap bahan-bahan alam dipermukaan bumi. Tubuh alam ini dapat berdiferensiasi membentuk horizon-horizon mieneral maupun organik yang kedalamannya beragam dan berbeda-beda sifat-sifatnya dengan bahan induk yang terletak dibawahnya dalam hal morfologi, komposisi kimia, sifat-sifat fisik maupun kehidupan biologinya (Anonim, 2008)..

Menurut Anonim (2008), Ada tiga hal penting yang dari diatas:

- Tanah itu terbentuk dan berkembang dari proses-proses alami

- Adanya diferensiasi profil tanah membentuk horizon-horizon

- Terdapat perbedaan yang menyolok antara sifat-sifat bahan induk dengan horizon-horizon tanah yang terbentuk terutama dalam hal morfologi, kimiafi, fisik dam biologinya.

Tanah sebagai akumulasi tubuh alam bebas, menduduki sebagain besar permukaan palnet bumi, yang mampu menumbuhkan tanaman, dan memiliki sifat sebagai akibat pengaruh iklim dan jasad hidup yang bertindak terhadap bahan induk dalam keadaan relief tertentu selama jangka waktu tertentu pula (Anonim, 2008).

Batas atas dari tanah adalah batas antara tanah dan udara, air dangkal, tumbuhan hidup, taua bahan tumbuhan yang belum mulai terlapuk. Wilayah yang diannggap tidak mempunyai tanah, apabila permukaan secara permanen tertutup oleh air yang terlalui dalam (secara tipikal lebih dari 2.5 m) untuk pertumbuhan tanam-tanaman berakar. Batas horizontal tanah adalah wilayah dimana tanah berangsur beralih kedalam, area-area tandus, batuan atau es (Anonim, 2008).

Batas bawah yang memisahkan dari bahan bukan tanah yang terletak dibawahnya, adalah yang paling sulit ditetapkan. Tanah tersusun dari horizon-horizon dekat permukaan bumi yang berbeda kontras tehadap bahan induk di bawahnya, telah mengalamiperubahan interaksi antara iklim, relief dan jasad hidup selama waktu pembentukannya. Bisanya, pada batas bawah tanah (Anonim, 2008).

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

      Reaksi tanah merupakan suatu istilah yang digunakan untuk menyatakan reaksi asam atau basa dalam tanah

      Koloid tanah adalah bahan organik dan bahan mineral tanah yang sangat halus sehingga mempunyai luas permukaan yang sangat tinggi persatuan berat

      Kejenuhan basa adalah perbandingan antara kation basa dengan jumlah kation yang dapat dipertukarkan pada koloid tanah

      Keasaman tanah ditentukan oleh kadar atau kepekatan ion hidrogen di dalarn tanah tersebut

       Nilai KTK tanah sangat beragam dan tergantung pada sifat dan ciri tanah itu sendiri. Besar kecilnya KTK tanah dipengaruhi oleh reaksi tanah, tekstur tanah, jenis liat, kadar BO, pengapuran dan pemupukan kation.

      Unsur  hara  yang larut dalam larutan-tanah  berasal  dari beberapa sumber  seperti pelapukan mineral  primer,  dekomposisi bahan  organik, deposisi dari atmosfer,  aplikasi   pupuk, AIR IRIGASI, rembesan air tanah dari tempat lain, dan lainnya

      Aluminium dan besi mengakibatkan tanaman kekurangan hara dan keracunan

Saran

            Sebaiknya dalam pemberian unsur makro dan mikro dalam tanah harus memperhatikan sifat kimia tanah agar reaksi-reaksi kimia dalam tanah tidak terhambat karena adanya kekurangan atau keracunan zat hara.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2008. Koloid Tanah. http://agrica.wordpress.com/2008/12/31/koloid-tanah. (Diakses , 10 Mei 2011).

             . 2009^a. Reaksi Tanah. http://agrica.wordpress.com/2009/01/03/reaksi-tanah. (Diakses , 10 Mei 2011).   

             . 2009^b. Pengukuran PH Tanah.  http://parurean.wordpress.com/2009/ 07/ 06/pengukuran-ph-tanah. (Diakses , 10 Mei 2011).

              . 2011^a. Jerapan (Adsorpsi) Kation Oleh Koloid. http://benito.staff. ugm.ac.id/PERTUKARAN%20KATION.htm. (Diakses , 10 Mei 2011).

                . 2011^b. Kejenuhan Basa. http://www.ubaid.web.id/2011/05/kejenuhan-basa.html. (Diakses , 10 Mei 2011).