SIFAT KIMIA TANAH
Pertumbuhan tanaman dipengaruhi oleh sifat-sifat kesuburan tanahnya yakni kesuburan fisik, kesuburan kimia dan kesuburan biologis. Kalau kesuburan fisik lebih mengutamakan tentang keadaan fisik tanah yang banyak kaitannya dengan penyediaan air dan udara tanah, maka kesuburan kimia berperan dalam menentukan dan menjelaskan reaksi-reaksi kimia yang menyangkut dalam masalah-masalah ketersediaan unsur hara bagi pertumbuhan tanaman.
Kegiatan pertanian seringkali dijadikan contoh sebagai penghasil utama NPS, karena kegiatan ini umumnya menggunakan bahan kimia yakni pupuk dan pestisida. Penggunaan agrokimia untuk budi daya pertanian dapat mencapai 30 – 50% dari total input produksi pertanian. Input pertanian tersebut berubah menjadi bahan pencemar sebagai akibat penggunaan yang berlebihan atau tingkat kehilangan yang tinggi.
Pencemaran bukan hanya dapat terjadi secara insitu, yakni pada areal dimana budi daya dilakukan, namun berpeluang besar untuk menyebar ke daerah hilir. Adanya keterkaitan melalui daur hidrologi menyebabkan adanya pengaruh yang sangat besar dari daerah hulu terhadap daerah hilir. Perubahan penggunaan lahan yang dilakukan di daerah aliran sungai bagian hulu seperti aktivitas pertanian, pertambangan, industri tidak hanya akan berdampak pada sekitar tempat kegiatan berlangsung, tetapi juga akan berdampak pada daerah hilir di antaranya dalam bentuk perubahan/fluktuasi debit dan transpor sedimen serta material terlarut dalam sistem aliran air.
Dalam hubungannya dengan pencemaran, aliran air mempunyai peranan yang sangat penting karena aliran air baik dalam bentuk aliran permukaan (surface run off) maupun aliran bawah permukaan (subsurface run off) merupakan agen utama pengangkutan, pemindahan, dan penyebaran bahan-bahan pencemar. Oleh karena itu, pencemaran pada suatu agroekosistem selain ditentukan oleh jumlah bahan pencemar, juga sangat dipengaruhi oleh seberapa besar persen air yang jatuh dalam agroekosistem yang berubah menjadi aliran permukaan dan berperan sebagai agen pembawa bahan-bahan pencemar. Tanah atau sedimen yang terbawa oleh aliran permukaan juga merupakan agen utama pembawa dan penyebar bahan-bahan pencemar pada agroekosistem.
Untuk mencapai rnaksud tersebut, maka pembahasan mengenai sifat kimia tanah ini kita batasi pada. hal-hal yang berkaitan erat dengan masalah-masalah antara lain : Reaksi tanah (pH), sumber ion H, pengaruh pemberian Al.
1. Reaksi Tanah ( pH)
Tersedianya unsur hara bagi tanaman, meningkatnya aktifitas mikro organisme dan reaksi-reaksi kimia lainnya di dalam tanah sangat dipengaruhi oleh reaksi tanah, yang secara tidak langsung berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman.
Yang dimaksud dengan reaksi tanah ialah : Sifat keasaman dan kebasaan dari tanah, sehingga kita kenal ada tiga reaksi tanah yaitu : asam, netral dan basa. Secara defenisi dapat dikatakan bahwa pH tanah adalah aktifitas konsentrasi ion.
Suatu larutan yang bersifat asam mempunyai konsentrasi ion H+ lebih besar dari konsentrasi ion sedangkan suatu larutan basa, jika konsentrasi ion H+ lebih kecil dari konsentrasi ion, dan jika konsentrasi ion H+ sama dengan ion maka sutau larutan disebut netral, atau pH nya = 7.
Nilai pH berkisar antara 0 - 14, sedangkan untuk tanah pertanian pH ini berkisar antara 4 - 9. Tanah-tanah di Indonesia pada umumnya berekasi masam dengan pH 4.0 - 5. sehingga tanah-tanah yang ber pH 6.0 - 6.5 sudah dapat dikatakan cukup netral meskipun masih agak masam. Di daerah rawa-rawa seperti pada tanah gambut pH tanahnya lebih rendah lagi yakni sekitar 3.5 - 4.0 dan ada juga yang ber pH lebih kecil dari 3.0 seperti tanah sulfat masam. Reaksi tanah pH yang tinggi dijumpai pada tanah-tanah daerah iklim kering atau pada tanah-tanah bergaram, dapat mencapai pH 8.5 - 9.0.
2. Sumber Ion H
Pada bagian terdahulu telah dijelaskan bahwa kemasaman tanah itu disebabkan oleh aktifitas ion hidrogen. Untuk itu kita harus mengetahui dari mana sumber ion hidrogen tersebut.
1. Ionisasi asam-asam organis.
Pada penguraian bahan organis dihasilkan asam-asam organis seperti asam karbonat. Asam karbonat dapat melepaskan ion H+ dengan cara seperti berikut :
H2ZCO3 <============= > HC03- + H+
2. Ion AI yang terserap :
Jika pH tanah masam sekali, maka Al akan sangat larut yang dijumpaidalam bentuk ion Al dan hidroksida Al. Kedua ion Al trsebut lebih mudah terjerap pada koloid liat daripada ion H+ . Aluminum yang terjerap ini berada dalam keadaan seimbang dengan Al dalam larutan tanah. Oleh twena itu Al berada dalam larutan mudah terhidrolisis, maka Al menapakan ptrnyebab kemasaman atau penyumbang ion H+. Kejadian itu dapat dilukiskan dengan reaksi sebagai berikut :
( Misel ) Al+++ ------------> Al3+
Ion Al terjerap pada misel Ion Al dalam larutan tanah
Selanjutnya ian Al yang berada di dalam larutan tanah dihidrolisis sebagai berikut :
Al3+ + H2O -----------------> 
Hidrolisis diatas menghasilkan ian H dan mungkin merupakan sumber utama ion H dalam sebagian besar tanah sangat masam.
3. Pengaruh Pemberian Al dan Logam lainnya terhadap Tanah
Kegiatan pertanian seringkali dijadikan contoh sebagai penghasil utama NPS,
karena kegiatan ini umumnya menggunakan bahan kimia yakni pupuk dan pestisida. Penggunaan agrokimia untuk budi daya pertanian dapat mencapai 30 – 50% dari total input produksi pertanian. Input pertanian tersebut berubah menjadi bahan pencemar sebagai akibat penggunaan yang berlebihan atau tingkat kehilangan yang tinggi. Pencemaran bukan hanya dapat terjadi secara insitu, yakni pada areal dimana budi daya dilakukan, namun berpeluang besar untuk menyebar ke daerah hilir. Adanya keterkaitan melalui daur hidrologi menyebabkan adanya pengaruh yang sangat besar dari daerah hulu terhadap daerah hilir. Perubahan penggunaan lahan yang dilakukan di daerah aliran sungai bagian hulu seperti aktivitas pertanian, pertambangan, industri tidak hanya akan berdampak pada sekitar tempat kegiatan berlangsung, tetapi juga akan berdampak pada daerah hilir di antaranya dalam bentuk perubahan/fluktuasi debit dan transpor sedimen serta material terlarut dalam sistem aliran air.
Dalam hubungannya dengan pencemaran, aliran air mempunyai peranan yang sangat penting karena aliran air baik dalam bentuk aliran permukaan (surface run off) maupun aliran bawah permukaan (subsurface run off) merupakan agen utama pengangkutan, pemindahan, dan penyebaran bahan-bahan pencemar. Oleh karena itu, pencemaran pada suatu agroekosistem selain ditentukan oleh jumlah bahan pencemar, juga sangat dipengaruhi oleh seberapa besar persen air yang jatuh dalam agroekosistem yang berubah menjadi aliran permukaan dan berperan sebagai agen pembawa bahan-bahan pencemar. Tanah atau sedimen yang terbawa oleh aliran permukaan juga merupakan agen utama pembawa dan penyebar bahan-bahan pencemar pada agroekosistem.
Ada beberapa unsur logam yang termasuk elemen mikro merupakan logam berat yang tidak mempunyai fungsi biologis sama sekali. Logam tersebut bahkan sangat berbahaya dan dapat menyebabkan keracunan pada organisme, yaitu timbal (Pb), merkuri (Hg), arsen (As), kadmium (Cd) dan aluminium (Al). Toksisitas tidak hanya disebabkan diet logam nonesensial saja, tetapi logam esensial dalam jumlah yang berlebihan dapat menyebabkan toksisitas. Duxbury (1985) mengklasifikasikan logam berat menjadi tiga kelompok berdasarkan tingkat potensi toksisitasnya terhadap makhluk hidup dan aktivitas mikroorganisme, yaitu 1) ekstrem toksik, seperti Hg; 2) toksik sedang seperti Cd, dan 3) toksik rendah seperti Cu, Ni dan Zn. Logam Pb umumnya terdapat dalam tanaman pangan berasal dari pencemaran atmosfer karena penggunaan bahan bakar fosil. Senyawa Hg anorganik yang masuk ke dalam sistem tanah akan bereaksi cepat membentuk kompleks organik atau diretensi oleh mineral liat, tetapi dalam suasana tereduksi atau dalam sistem drainase dapat mudah terlarut dan bergerak dari satu sistem ke sistem lainnya, dan dalam bentuk metil Hg akan mudah diserap tanaman. Logam arsen (As) terdapat dalam pestisida. Pemakaian pestisida secara terus menerus menyebabkan terakumulasinya As dalam tanah pertanian.
Beberapa sumber yang dapat menyebabkan logam berat masuk dalam ekosistem
pertanian yaitu buangan limbah industri yang masuk ke lahan pertanian, aktivitas pertambangan di bagian hulu daerah aliran sungai, erosi dan dari pupuk dan pestisida yang mengandung logam berat.
Kandungan alami logam pada suatu ekosistem terdampak akan berubah-ubah tergantung pada kadar pencemaran oleh aktivitas sumber pencemar yang membuang limbahnya ke suatu sistem drainase, ketidaksempurnaan pengelolaan limbah pertambangan yang masuk ke ekosistem sungai, erosi, dan di lahan pertanian karena kandungan logam pupuk dan dalam pestisida pertambangan.
Selintas mengingat kembali tentang keracunan logam berat merkuri, walaupun wilayah terdampak bukanlah wilayah aktivitas pertanian. Keracunan merkuri (Hg) adalah keracunan logam pertama yang pernah dilaporkan dan merupakan kasus pertama penyakit keracunan yang masuk dalam daftar undang-undang kesehatan industri. Dalam perkembangan teknologi industri sejak ratusan tahun yang lalu, logam merkuri telah ditemukan terkandung dalam limbah dan mengakibatkan pencemaran lingkungan sungai, danau, dan lautan. Kehidupan organisme perairan yang tercemar Hg akan mengkonsumsi Hg jauh lebih tinggi dari organisme yang hidup di perairan belum tercemar. Kasus Minamata dimana penduduk di sekitar Teluk Minamata banyak mengkonsumsi ikan yang mengandung Hg sekitar 2.600 – 6.600 ug metil-Hg kg, yaitu kandungan metil-Hg dalam taraf yang meracun, sementara ambang batas yang ditentukan oleh FAO/WHO yaitu maksimum 30 ug.
Apabila sistem pertanian menggunakan air sungai untuk memenuhi kebutuhan air tanaman maka sungai yang tercemar ini akan membawa logam-logam berat ke lahan pertanian. Wilayah hulu dari daerah aliran sungai dengan aktivitas pertambangan emas dan perak dapat berakibat pencemaran pada agroekosistem daerah hilir yang menggunakan air irigasi buangan aktivitas pertambangan logam mulai tersebut. Dalam proses pemurnian bahan tambang emas dan perak, logam berat mercuri merupakan kimia yang digunakan dalam proses pemurnian logam tersebut. Sisa hasil proses tambang emas pada pertambangan tradisional tidak pernah dilakukan pengelolaan limbah. Limbah proses aktivitas tambang liar dilepas ke sistem drainase alami, sehingga wilayah hilir dengan beragam aktivitas yang menggunakan air aliran sungai dan pengairan untuk persawahan akan menjadi wilayah terdampak pencemaran logam berat Hg. Apabila tanah pertanian tercemar logam berat Hg, mineralisasi nitrogen dan nitrifikasi akan terhambat, dimana Hg sangat menghambat mineralisasi N pada tanah .Logam berat ini terbawah air hujan langsung tersimpan di permukaan tanah atau masuk ke dalam sistem drainase.
Seiring dengan penggunaan air sungai yang tercemar sebagai sumber pengairan untuk pertanian, limbah padat sungai (sewage sludge) dapat digunakan untuk meningkatkan kesuburan tanah tanah tropika. Sewage sludge kaya bahan organik sehingga dapat menekan aktivitas Al pada tanah tropika. Sludge juga banyak mengandung sejumlah unsur hara esensial N, P, K,Ca, dan Mg. Limbah padat sungai juga kaya akan unsur hara esensial mikro seperti Fe, Mn, Zn dan Cu. Tetapi keberadaan unsur mikro tersebut dan juga logam berat lain seperti Pb, Cd, dan Hg dalam jumlah yang cukup tinggi dapat bersifat toksik bagi tanaman. Lebih jauh, kandungan yang relatif tinggi dari unsur hara mikro dan logam berat lainnya dalam limbah padat sungai yang digunakan untuk bahan penyubur tanah dapat mencemari lingkungan tanah pertanian. Logam berat yang terlarut pada tanah pertanian dapat diserap tanaman dan terbawa oleh hasil panen yang kemudian dikonsumsi oleh manusia dan ternak sehingga logam berat akan masuk ke dalam sistem metabolisme tubuh manusia dan ternak.
Table 1: Distribution of percent exchangeable aluminium for seven* selected districts (Hudson and Hawkins, 1979)
DISTRICT | % EXCHANGEABLE ALUMINIUM | Median pH | |||
0-5 | 6-10 | 11-15 | >15 | ||
Taree Maitland Lismore/Murwillumbah Bega Goulburn Albury Bathurst/Orange | 33.8 56.5 38.6 73.0 19.2 37.3 40.3 | 19.6 25.4 14.3 16.7 22.2 23.1 18.8 | 9.8 5.4 10.9 5.5 10.1 11.8 9.9 | 36.8 12.7 36.2 4.8 48.5 27.8 31.0 | 5.4 5.8 5.2 5.5 5.2 5.2 5.7 |
Spesification Alumunium Soil :
Fungsi :
· Alumunium menginduksi pelepasan senyawa organik yang mengikat ke aluminium berbahaya kation
· Mengurangi pertumbuhan tanaman pada tanah asam
Akibat kekurangan :
- Tumbuhan akan tumbuh di tanah asam dan memyebabkan kelianan pada tumbuhan
Akibat kelebihan :
- keracunan Alumunium terjadi di ujung akar, di mana paparan Al menyebabkan penghambatan perpanjangan sel dan pembelahan sel, yang mengarah ke akar pengerdilan disertai dengan air berkurang dan serapan hara.
Reference :
Bromfield, S.M. (1978) Soil acidity, microbes and manganese availability. CSIRO
Plant Industry Annual Report: 36.
http://www.regional.org.au/au/roc/1981/roc198109.htm
Cregan, P.D., Sykes, J.A. and Dymock, A.J. (1979) Pasture improvement and soil
acidification. Agricultural Gazette of N.S.W. 90 (5): 33.
Winarso, Sugeng. 2005. Kesuburan Tanah. Dasar Kesehatan dan Kualitas Tanah.
Nasional Gava Media Yogyakarta.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar