BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
B. Tujuan
1. Dapat mengetahui sifat tanah dan kimia yang terkandung di dalam tanah.
2. Dapat mengetahui 5 komponen yang dapat kita katagorikan sebagai komponen tanah yaitu: mineral tanah, organik tanah, air dan larutan tanah, atmosfer tanah serta organisme tanah.
BAB II
PEMBAHASAN
A. Sifat Tanah
Tanah tempat kita menanam suatu tanaman itu mempunyai sifat-sifat yang lain daripada air atau pasir yang kita beri larutan berbagai garam-garaman guna pemiaraan tanaman percobaan.
Tanah merupakan suatu system koloid yang terdiri atas partikel-partikel yag sangat halus yang disebut misel, besarnya antara 0,001 sampai 0,1µ. Sistem koloid dapat diketahui, jika kita mengarahkan suatu sinar kepadanya dan sinar itu tampak menembus koloid sebagai suatu berkas, bandingkanlah hal ini dengan berkas sinar yang masuk ke dalam bilik gelap melalui celah-celah kecil.
Biasanya misel-misel di dalam suatu system koloid tidak mempunyai muatan, jadi bukan ion. Tetapi misel-misel tanah liat pada umumnya mempunyai muatan negatif dan oleh karenanya lalu di kelilingi oleh kation-kation seperti Ca²+, K+ , Na+ , dan H+ .
Ada kemungkinan, bahwa kation dari suatu elemen dapat bertukar dengan kation elemen yang lain seperti halnya kalau kita membubuhkan CaCl ke pada tanah tanah yang agak asam, yaitu tanah yang banyak mengandung ion H+ . ion H+ dapat digantikan kedudukannya oleh Ca² , sehingga kemudian ion H+ itu dapat berkumpul dengan ion Cl.
Pada konsentarsai sedang, unsur ini menguntungkan pembentukan bintil akar pada banyak tanaman kacangan, dan karena itu kacangan penambat nitrogen tumbuh lebih baik pada tanah yang kaya kalsium ketimbang tanah asam.
Sifat-sifat indeks (index properties) menunjukkan sifat-sifat tanah yang mengindikasikan jenis dan kondisi tanah, serta memberikan hubungan terhadap sifat-sifat mekanis (engineering properties) seperti kekuatan dan pemampatan atau kecenderungan untuk mengembang, dan permeabilitas.
Pada umumnya, untuk tanah berbutir kasar (coarse-grained), sifat-sifat partikelnya dan derajat kepadatan relatif adalah sifat-sifat yang paling penting. Sedangkan, untuk tanah berbutir halus (fine-grained), konsistensi (keras atau lunak) dan plastisitas merupakan sifat-sifat yang paling berpengaruh.
B. Kandungan Kimia di dalam Tanah
Beberapa Sifat Kimia Tanah antara lain :
1. Derajat Kemasaman Tanah (pH)
Reaksi tanah 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+ didalam tanah, semakin masam tanah tersebut. Di dalam tanah selain H+ dan ion-ion lain ditemukan pula ion OH-, yang jumlahnya berbanding terbalik dengan banyaknya H+. pada tanah-tanah masam jumlah ion H+ lebih tinggi daripada OH-, sedang pada tanah alkalis kandungan OH- lebih banyak daripada H+. Bila kandungan H+ sama dengan OH- , maka tanah bereaksi netral yaitu mempunyai pH = 7 (Anonim 1991).
Nilai pH berkisar dari 0-14 dengan pH 7 disebut netral sedangkan pH kurang dari 7 disebut masam dan pH lebih dari 7 disebut alkalis. Walaupun dcmikian pH tanah umumnya berkisar dari 3,0-9,0. Di Indonesia unumnya tanahnya bereaksi masam dengan 4,0 – 5,5 sehingga tanah dengan pH 6,0 – 6,5 sering telah dikatakan cukup netral meskipun sebenarnya masih agak masam. Di daerah rawa-rawa sering ditemukan tanah-tanah sangat masam dengan pH kurang dari 3,0 yang disebut tanah sangat masam karena banyak mengandung asam sulfat. Di daerah yang sangat kering kadang-kadang pH tanah sangat tinggi (pH lebih dari 9,0) karena banyak mengandung garam Na (Anonim 1991).
2. C-Organik
Kandungan bahan organik dalam tanah merupakan salah satu faktor yang berperan dalam menentukan keberhasilan suatu budidaya pertanian. Hal ini dikarenakan bahan organik dapat meningkatkan kesuburan kimia, fisika maupun biologi tanah. Penetapan kandungan bahan organik dilakukan berdasarkan jumlah C-Organik (Anonim 1991).
Bahan organik tanah sangat menentukan interaksi antara komponen abiotik dan biotik dalam ekosistem tanah. Musthofa (2007) dalam penelitiannya menyatakan bahwa kandungan bahan organik dalam bentuk C-organik di tanah harus dipertahankan tidak kurang dari 2 persen, Agar kandungan bahan organik dalam tanah tidak menurun dengan waktu akibat proses dekomposisi mineralisasi maka sewaktu pengolahan tanah penambahan bahan organik mutlak harus diberikan setiap tahun. Kandungan bahan organik antara lain sangat erat berkaitan dengan KTK (Kapasitas Tukar Kation) dan dapat meningkatkan KTK tanah. Tanpa pemberian bahan organik dapat mengakibatkan degradasi kimia, fisik, dan biologi tanah yang dapat merusak agregat tanah dan menyebabkan terjadinya pemadatan tanah (Anonim 1991).
3. N-Total
Nitrogen merupakan unsur hara makro esensial, menyusun sekitar 1,5 % bobot tanaman dan berfungsi terutama dalam pembentukan protein (Hanafiah 2005).
Menurut Hardjowigeno (2003) Nitrogen dalam tanah berasal dari :
a. Bahan Organik Tanah : Bahan organik halus dan bahan organik kasar.
b. Pengikatan oleh mikroorganisme dari N udara.
c. Pupuk.
d. Air Hujan
Sumber N berasal dari atmosfer sebagai sumber primer, dan lainnya berasal dari aktifitas didalam tanah sebagai sumber sekunder. Fiksasi N secara simbiotik khususnya terdapat pada tanaman jenis leguminoseae sebagai bakteri tertentu. Bahan organik juga membebaskan N dan senyawa lainnya setelah mengalami proses dekomposisi oleh aktifitas jasad renik tanah.
Hilangnya N dari tanah disebabkan karena digunakan oleh tanaman atau mikroorganisme. Kandungan N total umumnya berkisar antara 2000 – 4000 kg/ha pada lapisan 0 – 20 cm tetapi tersedia bagi tanaman hanya kurang 3 % dari jumlah tersebut (Hardjowigeno 2003).
Manfaat dari Nitrogen adalah untuk memacu pertumbuhan tanaman pada fase vegetatif, serta berperan dalam pembentukan klorofil, asam amino, lemak, enzim, dan persenyawaan lain (RAM 2007). Nitrogen terdapat di dalam tanah dalam bentuk organik dan anorganik. Bentuk-bentuk organik meliputi NH4, NO3, NO2, N2O dan unsur N. Tanaman menyerap unsur ini terutama dalam bentuk NO3, namun bentuk lain yang juga dapat menyerap adalah NH4, dan urea (CO(N2))2 dalam bentuk NO3. Selanjutnya, dalam siklusnya, nitrogen organik di dalam tanah mengalami mineralisasi sedangkan bahan mineral mengalami imobilisasi. Sebagian N terangkut, sebagian kembali scbagai residu tanaman, hilang ke atmosfer dan kembali lagi, hilang melalui pencucian dan bertambah lagi melalui pemupukan. Ada yang hilang atau bertambah karena pengendapan.
4. P-Bray
Unsur Fosfor (P) dalam tanah berasal dari bahan organik, pupuk buatan dan mineral-mineral di dalam tanah. Fosfor paling mudah diserap oleh tanaman pada pH sekitar 6-7 (Hardjowigeno 2003).
Dalam siklus P terlihat bahwa kadar P-Larutan merupakan hasil keseimbangan antara suplai dari pelapukan mineral-mineral P, pelarutan (solubilitas) P-terfiksasi dan mineralisasi P-organik dan kehilangan P berupa immobilisasi oleh tanaman fiksasi dan pelindian (Hanafiah 2005).
Menurut Leiwakabessy (1988) di dalam tanah terdapat dua jenis fosfor yaitu fosfor organik dan fosfor anorganik. Bentuk fosfor organik biasanya terdapat banyak di lapisan atas yang lebih kaya akan bahan organik. Kadar P organik dalam bahan organik kurang lebih sama kadarnya dalam tanaman yaitu 0,2 – 0,5 %. Tanah-tanah tua di Indonesia (podsolik dan litosol) umumnya berkadar alami P rendah dan berdaya fiksasi tinggi, sehingga penanaman tanpa memperhatikan suplai P kemungkinan besar akan gagal akibat defisiensi P (Hanafiah 2005). Menurut Foth (1994) jika kekurangan fosfor, pembelahan sel pada tanaman terhambat dan pertumbuhannya kerdil.
5. Kalium (K)
Kalium merupakan unsur hara ketiga setelah Nitrogen dan Fosfor yang diserap oleh tanaman dalam bentuk ion K+. Muatan positif dari Kalium akan membantu menetralisir muatan listrik yang disebabkan oleh muatan negatif Nitrat, Fosfat, atau unsur lainnya. Hakim et al. (1986), menyatakan bahwa ketersediaan Kalium merupakan Kalium yang dapat dipertukarkan dan dapat diserap tanaman yang tergantung penambahan dari luar, fiksasi oleh tanahnya sendiri dan adanya penambahan dari kaliumnya sendiri.
Kalium tanah terbentuk dari pelapukan batuan dan mineral-mineral yang mengandung kalium. Melalui proses dekomposisi bahan tanaman dan jasad renik maka kalium akan larut dan kembali ke tanah. Selanjutnya sebagian besar kalium tanah yang larut akan tercuci atau tererosi dan proses kehilangan ini akan dipercepat lagi oleh serapan tanaman dan jasad renik. Beberapa tipe tanah mempunyai kandungan kalium yang melimpah. Kalium dalam tanah ditemukan dalam mineral-mineral yang terlapuk dan melepaskan ion-ion kalium. Ion-ion adsorpsi pada kation tertukar dan cepat tersedia untuk diserap tanaman. Tanah-tanah organik mengandung sedikit Kalium.
6. Natrium (Na)
Natrium merupakan unsur penyusun lithosfer keenam setelah Ca yaitu 2,75% yang berperan penting dalam menentukan karakteristik tanah dan pertumbuhan tanaman terutama di daerah kering dan agak kering yang berdekatan dengan pantai, karena tingginya kadar Na di laut, suatu tanah disebut tanah alkali jika KTK atau muatan negatif koloid-koloidnya dijenuhi oleh ≥ 15% Na, yang mencerminkan unsur ini merupakan komponen dominan dari garam-garam larut yang ada. Pada tanah-tanah ini, mineral sumber utamanya adalah halit (NaCl). Kelompok tanah alkalin ini disebut tanah halomorfik, yang umumnya terbentuk di daerah pesisir pantai iklim kering dan berdrainase buruk. Sebagaimana unsur mikro, Na juga bersifat toksik bagi tanaman jika terdapat dalam tanah dalam jumlah yang sedikit berlebihan (Hanafiah, 2005).
7. Kalsium (Ca)
Kalsium tergolong dalam unsur-unsur mineral essensial sekunder seperti Magnesium dan Belerang. Ca2+ dalam larutan dapat habis karena diserap tanaman, diambil jasad renik, terikat oleh kompleks adsorpsi tanah, mengendap kembali sebagai endapan-endapan sekunder dan tercuci (Leiwakabessy 1988). Adapun manfaat dari kalsium adalah mengaktifkan pembentukan bulu-bulu akar dan biji serta menguatkan batang dan membantu keberhasilan penyerbukan, membantu pemecahan sel, membantu aktivitas beberapa enzim (RAM 2007).
8. Magnesium (Mg)
Magnesium merupakan unsur pembentuk klorofil. Seperti halnya dengan beberapa hara lainnya, kekurangan magnesium mengakibatkan perubahan warna yang khas pada daun. Kadang-kadang pengguguran daun sebelum waktunya merupakan akibat dari kekurangan magnesium (Hanafiah 2005).
9. Kejenuhan Basa (KB)
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 1991).
Kejenuhan basa selalu dihubungkan sebagai petunjuk mengenai kesuburan sesuatu tanah. Kemudahan dalam melepaskan ion yang dijerat untuk tanaman tergantung pada derajat kejenuhan basa. Tanah sangat subur bila kejenuhan basa > 80%, berkesuburan sedang jika kejenuhan basa antara 50-80% dan tidak subur jika kejenuhan basa < 50 %. Hal ini didasarkan pada sifat tanah dengan kejenuhan basa 80% akan membebaskan kation basa dapat dipertukarkan lebih mudah dari tanah dengan kejenuhan basa 50% (Anonim 1991).
C. Komponen – komponen Tanah
Tanah terdiri dari tiga komponen: padat (butir pasir, debu, liat dan baha organik) , cair (air di dalam pori tanah), dan udara (di dalam pori atau rongga tanah). Untuk mendukung pertumbuhan tanaman, ketiga komponen tersebut harus berada dalam keadaan seimbang. Bila tanah terlalu basah (hamper semua pori diisi air), maka akan kekurangan udara sehingga akar tanaman sulit bernapas. Sebaliknya, bila tanah terlalu kering (kekurangan air), walaupun cukup udara, dapat menyebabkan tanaman layu.
Keadaan tanah yang serasi bisa menjadi habitat tumbuh-tumbuhan kalau perbandingan komponen-komponennya sebagai berikut: mineral 45%, bahan organic 5%, air antara 20-30%, dan udara tanah antara 20-30%.
Dipermukaan bumi, lahan atau tanah mempunyai kemampuan yang berbeda-beda. Perbedaan tersebut disebebkan oleh beberapa hal, antara lain:
1. Tekstur tanah.
2. Permeabilitas tanah.
3. Ketebalan atau solum tanah.
4. Kemiringan lereng.
5. Tingkat erosi.
6. Penyaluran air.
Tentu saja agihan (distribution) gas dan air dalam ruang pori tanah dapat berubah dengan cepat tergantung pada faktor cuaca dan sejumlah faktor lainnya.
Unsur-unsur yang biasanya ditemukan dalam jumlah paling banyak adalah: O, Si, Al, Fe, C, Ca, K, Na dan Mg. Ini merupakan unsur-unsur utama yang banyak ditemukan dalam kerak bumi atau bahan endapan (sediments). Oksigen merupakan unsur yang paling umum dijumpai dalam kerak bumi dan tanah. Unsur ini menyusun sekitar 47 % berat kerak bumi dan lebih dari 90 % volume kerak bumi (Berry dan Mason, 1959).
Komponen inorganik menempati lebih dari 90 % komponen padat dalam tanah. Komponen inorganik ini memiliki sifat-sifat seperti ukuran, luas permukaan, dan karakter muatan yang sangat mempengaruhi reaksi-reaksi kinetik dan keseimbangan serta proses-proses yang terjadi dalam tanah.
Komponen inorganik dalam tanah meliputi mineral primer dan sekunder (dijelaskan di bawah) yang memiliki ukuran (diameter partikel) berkisar dari lempung (< 0,002 mm atau < 2 m) sampai pasir kasar (> 2mm) dan batuan. Table 2.2 menyajikan daftar mineral primer dan sekunder yang banyak ditemui dalam tanah. Mineral didefinisikan sebagai senyawa inorganik alam yang memiliki sifat fisik, kimia dan kristalin tertentu. Mineral primer tidak mengalami perubahan sifat kimia selama proses pengendapan dan kristalisasi dari lava yang meleleh. Mineral primer yang umum dijumpai dalam tanah yaitu kuarsa dan feldspar. Sedang yang lainnya yang jumlahnya relatif lebih sedikit yaitu piroksin, mika, amfibol dan olivin. Mineral primer berada dalam fraksi pasir (partikel ukuran 2- 0,05 mm), dan debu (partikel ukuran 0,05 – 0,002 mm), dan mungkin juga fraksi lempung yang sedikit telah mengalami pelapukan. Mineral sekunder merupakan hasil pelapukan mineral primer yang telah mengalami perubahan struktur atau pengendapan kembali hasil pelapukan (dissolusi) dari mineral primer tersebut. Mineral sekunder yang biasa terdapat dalam tanah yaitu mineral aluminosilikat (seperti kaolinit dan motmorilonit), senyawa oksida-oksida (contoh; gibsit, goetit, dan birnesit), bahan-bahan amorf (seperti imogolit dan allofan), mineral sulfur dan mineral karbonat. Mineral sekunder biasanya terdapat dalam fraksi lempung, tetapi fraksi debu kadang-kadang juga mengandung mineral ini. Kita dapat 5 komponen penyusun tanah, yaitu :
1. Bagian mineral
Mineral adalah bahan penyusun tanah utama yang berasal dari kristalisasi magma, atau terbentuk sebagai hasil reaksi unsur kimia di dalam tanah. Berdasarkan ukuran dan proses terjadinya, mineral dalam tanah dapat dikelompokkan menjadi dua jenis, yaitu mineral primer dan mineral sekunder (Moorhause 1959). Mineral primer adalah mineral hasil pelapukan fisik dari batuan, sehingga struktur Kristal dan jenisnya tetap sama, hanya ukurannya menjadi lebih kecil, antara 2-0,05 mm. Mineral primer sering pula disebut mineral pasir. Contoh mineral primer adalah kuarsa, biotit, kalsit, dan dolomit. Mineral sekunder adalah mineral hasil pembentukan baru atau hasil pelapukan mineral primer yang terjadi selama proses pembentukan tanah, serta mempunyai komposisi dan struktur yang berbeda dengan mineral yang terlapuk. Contoh mineral sekunder adalah kaolinit dan smektit.
Menurut Shaw et al. (1973), mineral primer dapat dibedakan atas mineral mudah lapuk (weatherable mineral) dan mineral tahan lapuk (resistant mineral). Mineral mudah lapuk adalah jenis mineral yang dapat melapuk dan melepaskan unsur-unsur penyusunnya ke dalam tanah pada waktu proses pembentukan tanah. Mineral tahan lapuk adalah mineral yang sulit melapuk seiring dengan proses pembentukan tanah.
Mineral mudah lapuk yang banyak dijumpai di Indonesia adalah plagioklas, amfibol, dan piroksin. Mineral mudah lapuk dapat mengalami proses pelapukan secara cepat, dan hasil pelapukannya berupa unsur hara seperti Ca, Mg, Na, K, dan Fe. Mineral tahan lapuk (opak, kuarsa) resisten terhadap pelapukan, sehingga walaupun tanah telah mengalami tingkat pelapukan lanjut, mineral tahan lapuk masih tetap ada (Prasetyo et al. 2004).
2. Zat- zat organik dalam tanah
Zat-zat organic yang kedapatan di dalam tanah itu berasal dari pasir penguraian sisa-sisa tanaman dan hewan. Tanah yang berupa pasir sedikit benar bahan organicnya, sedang tanah pertanian yang biasa ad mengandung kira-kira 25% bahan organic.
Didalam bahan organic inilah terdapat kegiatan-kegiatan bakteri, jamur dan organism-organiame lainnya yang berjasa sekali dalam siklus peribahan zat –zat alam. Di daerah tropic, dimana kehidupan mikroorganisme aktif sekali, sisa-sisa bahan organic cepat sekali berubah menjadi zat-zat anorganik, sehingga jarang kita dpati humus yang cukup tebal.
3. Air tanah dan larutan tanah
Air yang kita dapati di dlaam tanah itu mengandung segala macam bahan yang terdpat di dalam tanah itu, sehingga tepatlah kalau kita katakana, bahwa air tanah bukan air biasa lagi, melainkan suatu larutan tanah.
Tanah yang terdiri atas partikel-partikel besar kurang dapat menahan air daripada tanah yang partikel-partikel lebih halus. Kita membedakan adanya air yang tidak bebas, karena terikat secara kimia pada suatu partikel (air kimia), kita kenal air mengelilingi suatu partikel (airhigroskopik), dan kita kenal juga air yang mengisi sela-sela diantara partikel (air kapiler).
4. Udara yang ada di dalam tanah
Seperti halnya dengan sebagian air, maka udara mengisi rongga-rongga yang ada di sela-sela partikel. Makin besar partikel-partikelnya, makin banyak udara di sela-selanay. Inilah sebabnya maka tanah liat apalagi yang basah benar karena air kapiler tidak mempunyai ventilasi sama sekali. Tanah di mana rongga antara partikel itu ada yang besar-besar dan ada pula yang kecil-kecil, itulah tanah yang paling baik untuk akar tanaman. Rongga yang besar memberikan ventilasi yang cukup, sedang rongga-rongga yang kecil dapat menahan air banyak-banyak.
5. Organisme di dalam tanah
Tanah mempunyai penghuni beupa mikroorganisme bekteri, gangang bersel satu, ganggang bersel banyak dan banyak jenis jamur semuanya merupakan flora yang lazim terdapat di permukaan dan di dalam lapisan tanah bagian atas. Sebagai faunanya kita dapati protozoa, mematoda, serangga beserta larva-larvanya.
Ada beberapa jenis organisme tanah, diantaranya adalah:
a. Pemecah bahan organik seperti slaters (spesies Isopoda), tungau (mites), kumbang, dan collembola yang memecah-mecah bahan organic yang besar menjadi bagian-bagian kecil.
b. Pembusuk bahan organik seperti jamur dan bakteri yang memecahkan bahan-bahan cellular.
