makalah ktnt
-
Upload
gold-dsquydie -
Category
Documents
-
view
51 -
download
9
Transcript of makalah ktnt
SIFAT FISIK, KIMIA, DAN BIOLOGI TERHADAP TANAMAN
MAKALAH
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memenuhi tugas
Mata Kuliah Kesuburan Tanah dan Nutrisi Tanaman I
Alexander Ambarita 150510120077
Engla Rahma Putri 150510120096
Gordon Pius M.S. 150510120097
Mustika Andianny 150510120099
Afrizal Rizky 150510120119
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS PADJADJARAN
2013
BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Tanah merupakan akumulasi tubuh alam bebas, yang menduduki sebagian besar
permukaan 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.
Tanah merupakan faktor terpenting dalam tumbuhnya tanaman dalam suatu sistem
pertanaman, pertumbuhan suatu jenis dipengaruhi oleh beberapa faktor, salah satunya ialah
tersedianya unsur hara, baik unsur hara makro maupun unsur hara mikro. Tanah sebagai
medium pertumbuhan tanaman berfungsi pula sebagai pemasok unsur hara, dan tanah secara
alami memiliki tingkat ketahanan yang sangat beragam sebagai medium tumbuh tanaman.
Tanaman memerlukan makanan yang sering disebut hara tanaman (plant nutrient)
untuk memenuhi siklus hudupnya. Apabila suatu tanaman kekurangan suatu unsur hara, maka
akan menampakkan gejala pada suatu organ tertentu yang spesifik yang biasa disebut gejala
kekahatan. Unsur hara yang diperlukan tanaman tidak seluruhnya dapat dipenuhi dari dalam
tanah. Oleh karena itu perlu penambahan dari luar biasanya dalam bentuk pupuk. Pupuk
adalah bahan yang diberikan kedalam tanah atau tanaman untuk memenuhi kebutuhan unsur
hara bagi tanaman dan dapat berfungsi untuk memperbaiki sifat fisika, kimia dan biologi
tanah.
Kesuburan tanah ditentukan oleh keadaan fisika, kimia dan biologi tanah. Keadaan
fisika tanah meliputi kedalaman efektif, tekstur, struktur, kelembaban dan tata udara tanah.
Keadaan kimia tanah meliputi reaksi tanah (pH tanah), KTK, kejenuhan basa, bahan organik,
banyaknya unsur hara, cadangan unsur hara dan ketersediaan terhadap pertumbuhan tanaman.
Sedangkan biologi tanah antara lain meliputi aktivitas mikrobia perombak bahan organik
dalam proses humifikasi dan pengikatan nitrogen udara. Evaluasi kesuburan tanah dapat
dilakukan melalui beberapa cara, yaitu melalui pengamatan gejala defisiensi pada tanaman
secara visual, analisa tanaman dan analisa tanah. Analisa tanaman meliputi analisa serapan
hara makro primer (N, P dan K) dan uji vegetatif tanaman dengan melihat pertumbuhan
tanaman. Sedangkan analisa tanah meliputi analisa ketersediaan hara makro primer (N, P dan
K) dalam tanah. Pembuatan makalah ini dimaksudkan untuk membahas beberapa hal terkait
dengan kesuburan tanah dan hubungan sifat fisik, kimia dan biologi tanah untuk pertumbuhan
tanaman, sehingga pemakalah mampu memahami dan menjelaskan sifat fisik tanah, sifat
kimia tanah, sifat biologi tanah serta keterkaitan sifat tanah tersebut dengan pertumbuhan
tanaman.
B. RUMUSAN MASALAH
1. Apa saja yang termasuk sifat fisik tanah?
2. Apa saja yang termasuk sifat kimia tanah?
3. Apa saja yang di maksud sifat biologi tanah?
4. Apa yang di maksud dengan kesuburan tanah???
5. Bagaimana bagaimana peranan sifat fisik, kimia, dan biologi tanah dalam pertumbuhan
tanaman?
C. TUJUAN
1. Mengetahui sifat fisik tanah
2. Mengetahui sifat kimia tanah
3. Mengetahui sifat biologi tanah
4. Mengetahui faktor kesuburan tanah
4. Mengetahui peranan sifat fisik, kimia, dan biologi tanah dalam pertumbuhan tanaman
BAB II
PEMBAHASAN
SIFAT FISIK TANAH
A. WARNA TANAH
Warna tanah merupakan salah satu sifat yang mudah dilihat dan menunjukkan sifat
dari tanah tersebut. Warna tanah merupakan campuran komponen lain yang terjadi karena
mempengaruhi berbagai faktor atau persenyawaan tunggal. Urutan warna tanah adalah hitam,
coklat, karat, abu-abu, kuning dan putih (Syarief, 1979).
Warna tanah dengan akurat dapat diukur dengan tiga sifat-sifat prinsip warnanya.
Dalam menentukan warna cahaya dapat juga menggunakan Munsell Soil Colour Chart
sebagai pembeda warna tersebut. Penentuan ini meliputi penentuan warna dasar atau matrik,
warna karatan atau kohesi dan humus. Warna tanah penting untuk diketahui karena
berhubungan dengan kandungan bahan organik yang terdapat di dalam tanah tersebut, iklim,
drainase tanah dan juga mineralogi tanah (Thompson dan Troen, 1978).
Mineral-mineral yang terdapat dalam jumlah tertentu dalam tanah kebanyakan
berwarna agak terang (light). Sebagai akibatnya, tanah-tanah itu berwarna agak kelabu
terang, jika terdiri dari mineral-mineral serupa itu yang sedikit mengalami perubahan
kimiawi.
Warna gelap pada tanah umumnya disebabkan oleh kandungan tinggi dari bahan
organik yang terdekomposisi, jadi, dengan cara praktis persentase bahan organik di dalam
tanah diestimasi berdasarkan warnanya. Bahan organik di dalam tanah akan mengahsilkan
warna kelabu gelap, coklat gelap, kecuali terdapat pengaruh mineral seperti besi oksida
ataupun akumulasi garam-garam sehingga sering terjadi modifikasi dari warna-warna di atas.
B. TEKSTUR
Tekstur tanah adalah perbandingan relatif dalam persen (%) antara fraksi-fraksi pasir,
debu dan liat. Tekstur erat hubungannya dengan plastisitas, permeabilitas, keras dan
kemudahan, kesuburan dan produktivitas tanah pada daerah geografis tertentu (Hakim et al,
1986).
Tekstur tanah adalah perbandingan relatif berbagai golongan besar, partikel tanah
dalam suatu massa tanah terutama perbandingan relatif suatu fraksi liat, debu dan pasir.
Tekstur dapat menentukan tata air dalam tanah berupa akecepatanm infiltrasinya, penetrasi
setta kemampuan mengikat air (Kartosapoetra, 1988).
Jika beberapa contoh tanah ditetapkan atau dianalisa di laboratorium, maka hasilnya
selalu memperlihatkan bahwa tanah itu mengandung partikel-partikel yang beraneka ragam
ukurannya, ada yang berukuran koloi, sangat halus, halus, kasar dan sangat kasar.
Partikel-partikel ini telah dibagi ke dalam grup atau kelompok-kelompok atas dasar
ukuran diameternya, tanpa memandang komposisi kimianya, warna, berat atau sifat lainnya.
Kelompok partikel ini pula disebut dengan “separate tanah”. Analisa partikel laboratorium
dimana partikel-partikel tanah itu dipisahkan disebut analisa mekanis. Dalam analisa ini
ditetapkan distribusi menurut ukuran-ukuran partikel tanah (Hakim et al, 1986).
Tekstur tanah sangat berpengaruh terhadap kemampuan daya serap air, ketersediaan
air di dalama tanah, besar aerasi, infiltrasi dan laju pergerakan air (perkolasi). Dengan
demikian maka secara tidak langsung tekstur tanah juga dapat mempengaruhi perkembangan
perakaran dan pertumbuhan tanaman serta efisien dalam pemupukan. Tekstur dapat
ditentukan dengan metode, yaitu dengan metode pipet dan metode hydrometer, kedua metode
tersebut ditentukan berdasarkan perbedaan kecepatan air partikel di dalam air (Hakim et al,
1986).
C. STRUKTUR
Struktur tanah digunakan untuk menunjukkan ukuran partikel-partikel tanah seperti
pasir , debu dan liat yang membentuk agregat satu dengan yang lainnya yang dibatasi oleh
bidang belah alami yang lemah. Agregat yang terbentuk secara alami disebut dengan ped.
Struktur yang daapat memodifikasi pengaruh terkstur dalam hubungannya dengan
kelembaban porositas, tersedia unsur hara, kegiatan jasad hidup dan pengaruh permukaan
akar.
Tipe struktur terdapat empat bentuk utamanya yaitu :
a. bentuk lempung
b. bentuk prisma
c. bentuk gumpal
d. bentuk spheroidel atau bulat
Keempat bentuk utama di atas akhirnya menghasilkan tujuh tipe struktur tanah. Suatu
pengertian tentang sebab-sebab perkembangan struktur di dalam tanah perlu diperhatikan,
karena sturktur tanah sangat mempengaruhi pertumbuhan tanaman dan dapat berubah karena
pengelolaan tanah.
Struktur dapat berkembang dari butir-butir tunggal ataupun kondisi massive. Dalam
rangka menghasilkan agregat-agregat dimana harus terdapat beberapa mekanisme dalam
mana partikel-partikel tanah mengelompok bersama-sama menjadi cluster. Pembentukan ini
kadang-kadang sampai ke tahap perkembangan struktural yang mantap.
Struktur tanah dapat memodifikasi pengaruh tekstur dalam hubungannya dalam
kelembaban, porositas, tersedianya unsur hara, kegiatan jasad hidup dan pertumbuhan akar.
Struktur lapisan olah dipengaruhi oleh praktis dan di mana aerasi dan drainase membatasi
pertumbuhan tanaman, sistem pertanaman yang mampu menjaga kemantapan agregat tanah
akan memberikan hasil yang tinggi bagi produksi pertanian (Hakim et al., 1986).
D. KADAR AIR
Menurut Hakim et al (1986), metode umum yang biasa dipakai untuk menentukan
jumlah air yang dikandung oleh tanah adalah persentase terhadap tanah kering. Bobot tanah
yang lembab dalam hal ini dipakai karena kedaaan lembab sering bergejolak dengan keadaan
air.
Kadar dan ketersediaan air tanah sebenarnya pada setiap koefisien umum bervariasi
terutama tergantung pada tekstur tanah, kadar bahan organik tanah, senyawa kimiawi dan
kedalaman solum/lapisan tanah. Di samping itu, faktor iklim dan tanaman juga menentukan
kadar dan ketersediaan air tanah. Faktor iklim juga berpengaruh meliputi curah hujan,
temperatur dan kecepatan yang pada prinsipnya terkait dengan suplai air dan evapotranirasi.
Faktor tanaman yang berpengaruh meliputi bentuk dan kedalaman perakaran, toleransi
terhadap kekeringan serta tingkat dan stadia pertumbuhan, yang pada prinsipnya terkait
dengan kebutuhan air tanaman (Hanafiah, 2005).
E. BULK DENSITY (KERAPATAN ISI)
Kerapatan isi adalah berat per satuan volume tanah kering oven, biasanya ditetapkan dalam
g/cc (Hakim et al, 1986). Menurut Hardjowigeno (1987), bulk density dapat digunakan untuk
menghitung ruang pori total dengan dasar bahwa kerapatan zarah tanah adalah 2,65 g/cc.
Metode penentuan bulk density yang paling sering digunakan adalah dengan ring sampel atau
metode clod gumpalan tanah yang dicelupkan ke dalam cairan plastik yang kemudian
ditimbang dan di dalam air untuk mengetahui berat dan volume dari clod gumpalan isi.
SIFAT KIMIA TANAH
Tekstur tanah tersusun dari tiga komponen, yaitu: pasir, debu dan liat. Ketiga
komponen tersebut dibedakan berdasarkan ukurannya yang berbeda. Partikel pasir berukuran
antara 200 mikrometer sampai dengan 2000 mikrometer. Partikel debu berukuran antara 2
mikrometer sampai dengan kurang dari 200 mikrometer. Partikel liat berukuran kurang dari 2
mikrometer. Makin halus ukuran partikel penyusun tanah tersebut akan memiliki luas
permukaan partikel per satuan bobot makin luas. Partikel tanah yang memiliki permukaan
yang lebih luas memberi kesempatan yang lebih banyak terhadap terjadinya reaksi kimia.
Partikel liat persatuan bobot memiliki luas permukaan yang lebih luas dibandingkan dengan
kedua partikel penyusun tekstur tanah lain (seperti: debu dan pasir). Reaksi-reaksi kimia yang
terjadi pada permukaan patikel liat lebih banyak daripada yang terjadi pada permukaan
partikel debu dan pasir persatuan bobot yang sama. Dengan demikian, partikel liat adalah
komponen tanah yang paling aktif terhadap reaksi kimia, sehingga sangat menentukan sifat
kimia tanah dan mempengaruhi kesuburan tanah.
Beberapa sifat kimia tanah yang penting untuk diketahui dan dipahami, meliputi:
A. pH TANAH
pH adalah tingkat keasaman atau kebasa-an suatu benda yang diukur dengan
menggunakan skala pH antara 0 hingga 14. Sifat asam mempunyai pH antara 0 hingga 7 dan
sifat basa mempunyai nilai pH 7 hingga 14.
pH tanah atau tepatnya pH larutan tanah sangat penting karena larutan tanah mengandung
unsur hara seperti Nitrogen (N), Potassium/kalium (K), dan Pospor (P) dimana tanaman
membutuhkan dalam jumlah tertentu untuk tumbuh, berkembang, dan bertahan terhadap
penyakit. Jika pH larutan tanah meningkat hingga di atas 5,5. Nitrogen (dalam bentuk nitrat)
menjadi tersedia bagi tanaman. Di sisi lain Pospor akan tersedia bagi tanaman pada pH antara
6,0 hingga 7,0.
Jika larutan tanah terlalu masam, tanaman tidak dapat memanfaatkan N, P, K dan zat hara
lain yang mereka butuhkan. Pada tanah masam, tanaman mempunyai kemungkinan yang
besar untuk teracuni logam berat yang pada akhirnya dapat mati karena keracunan tersebut.
Jika tanah terlalu masam oleh karena penggunaan pestisida, herbbisida, dan fungisida tidak
akan terabsorbsi dan justru akan meracuni air tanah serta air-air pada aliran permukaan.
Faktor yang mempengaruhi pH tanah adalah tipe vegetasi, drainase tanah internal, dan
aktivitas manusia. Nilai pH suatu tanah juga dipengaruhi oleh jenis bahan induk tanah yang
dibentuk. Tanah berkembang dari batuan dasar umumnya memiliki nilai pH lebih tinggi
daripada yang terbentuk dari batuan asam. Curah hujan juga mempengaruhi pH tanah. Air
melewati tanah dasar mencuci kalsium dan magnesium dari tanah dan digantikan oleh unsur-
unsur asam seperti aluminium dan besi. Tanah yang terbentuk di bawah kondisi curah hujan
tinggi lebih asam daripada yang dibentuk di bawah gersang (kering) kondisi.
Proses yang menghasilkan keasaman tanah
a. karbon dioksida hasil dari dekomposisi seresah akan terlarut dalam air akan bereaksi
dengan molekul air menghasilkan asam karbonat
CO2(gas) ↔ CO2 (aq) K1 = 10-1,41
CO2 (aq) + H2O ↔ H2CO3 K2 = 10-2,62
b. asam-asam organik hasil dekomposisi
c. H+ yang dilepas oleh akar tanaman dan organisme yang lain pada waktu pengambilan hara.
Prinsip elektroneutrality adalah pengambilan kation oleh akar harus diimbangi dengan
pengambilan anion atau dengan pelepasan ion hidrogen atau kation lain
d. Oksidasi dari substansi tereduksi sepeti mineral sulfida, bahan organik, fertilizer yang
mengandung ammonium
Proses yang menghasilkan kebasaan tanah
1. Reduksi dari Ferri, mangan, dan oxidized substances membutuhkan H+ atau melepas OH-
dan meningkatkan pH (terjadi pada tanah yang aerasinya jelek)
Misal : Fe(OH)3 (amorf) + e- ↔ Fe(OH)2 (amorf) + OH-
2. Pengambilan kation oleh akar tanaman, kemudian setelah tanaman mati maka akan
terdeposisi di permukaan tanah
PH tanah dikontrol oleh berbagai mekanisme. Sebagian mekanisme adalah sumber langsung
H+ dan atau OH- dan sebagian bekerja dengan bereaksi dengan H+ dan atau OH- untuk
buffer pada larutan tanah. Mekanisme tersebut adalah : (1) oksidasi dan reduksi besi, mangan
dan senyawa sulfur (2) dissolution dan presipitasi mineral tanah (3) Reaksi gas misal CO2
dengan larutan tanah (4) dissosiasi grup asam lemah pada tepi lempung silikat, hidrous
oksida, atau substansi humus (5) reaksi ion-exchange
Pengelompokan kemasaman tanah adalah sebagai berikut:
a. Sangat masam untuk pH tanah < 4,5
b. Masam untuk pH tanah berkisar antara 4,5 s/d 5,5
c. Agak masam untuk pH tanah berkisar antara 5,6 s/d 6,5
d. Netral untuk pH tanah berkisar antara 6,6 s/d 7,5
e. Agak alkalis untuk pH tanah berkisar antara 7,6 s/d 8,5
f. Alkalis untuk pH tanah > 8,5.
B. KAPASITAS TUKAR KATION (KTK)
Pengertian Kapasitas Tukar Kation
Salah satu sifat kimia tanah yang terkait erat dengan ketersediaan hara bagi tanaman dan
menjadi indikator kesuburan tanah adalah Kapasitas Tukar Kation (KTK) atau Cation
Exchangable Cappacity (CEC). KTK merupakan jumlah total kation yang dapat
dipertukarkan (cation exchangable) pada permukaan koloid yang bermuatan negatif. Satuan
hasil pengukuran KTK adalah milliequivalen kation dalam 100 gram tanah atau me kation
per 100 g tanah.
Kapasitas tukar kation (KTK) menunjukkan ukuran kemampuan tanah dalam menjerap dan
dan mempertukarkan sejumlah kation. Makin tinggi KTK, makin banyak kation yang dapat
ditariknya. Tinggi rendahnya KTK tanah ditentukan oleh kandungan liat dan bahan organik
dalam tanah itu. Tanah yang memiliki KTK yang tinggi akan menyebabkan lambatnya
perubahan pH tanah. KTK tanah juga mempengaruhi kapan dan berapa banyak pupuk
nitrogen dan kalium harus ditambahkan ke dalam tanah Pada KTK tanah yang rendah,
misalnya kurang dari 5 cmol(+)/kg, pencucian beberapa kation dapat terjadi. Penambahan
ammonium dan kalium pada tanah ini akan menyebabkan sebagian ammonium dan kalium
itu mengalami pencucian di bawah zona akar, khususnya pada tanah pasiran dengan KTK
tanah bawah (subsoil) yang rendah. Pada KTK tanah yang lebih tinggi, misalnya lebih besar
dari 10 cmol(+)/kg, hanya sedikit pencucian kation akan terjadi. Oleh karena itu, penambahan
nitrogen dan kalium pada tanah ini memungkinkan untuk dilaksanakan. Menurut Mengel
(1993) kation tanah yang paling umum adalah: kalsium (Ca++), magnesium (Mg++), kalium
(K+), ammonium (NH4+), hydrogen (H+) dan sodium (Na+). Sedangkan anion tanah yang
umum meliputi: khlorin (Cl-), nitrat (NO3-), sulfat (S04=) dan fosfat (PO43-).
Berdasarkan pada jenis permukaan koloid yang bermuatan negatif, KTK dapat
dikelompokkan menjadi tiga, yaitu:
1. KTK Koloid Anorganik atau KTK Liat
KTK liat adalah jumlah kation yang dapat dipertukarkan pada permukaan koloid anorganik
(koloid liat) yang bermuatan negatif.
2. KTK Koloid Organik
KTK koloid organik sering disebut juga KTK bahan organik tanah adalah jumlah kation yang
dapat dipertukarkan pada permukaan koloid organik yang bermuatan negatif.
Nilai KTK koloid organik lebih tinggi dibandingkan dengan nilai KTK koloid anorganik.
Nilai KTK koloid organik berkisar antara 200 me/100 g sampai dengan 300 me/100 g.
3. KTK Total atau KTK Tanah
KTK total merupakan nilai KTK dari suatu tanah adalah jumlah total kation yang dapat
dipertukarkan dari suatu tanah, baik kation-kation pada permukaan koloid organik (humus)
maupun kation-kation pada permukaan koloid anorganik(liat).
Perbedaan KTK Tanah Berdasarkan Sumber Muatan Negatif
Berdasarkan sumber muatan negatif tanah, nilai KTK tanah dibedakan menjadi 2, yaitu:
a. KTK Muatan Permanen
KTK muatan permanen adalah jumlah kation yang dapat dipertukarkan pada permukaan
koloid liat dengan sumber muatan negatif berasal dari mekanisme substitusi isomorf.
Substitusi isomorf adalah mekanisme pergantian posisi antar kation dengan ukuran atau
diameter kation hampir sama tetapi muatan berbeda. Substitusi isomorf ini terjadi dari kation
bervalensi tinggi dengan kation bervalensi rendah di dalam struktur lempeng liat, baik
lempeng liat Si-tetrahedron maupun Al-oktahedron.
Contoh peristiwa terjadinya muatan negatif diatas adalah: (a). terjadi substitusi isomorf dari
posisi Si dengan muatan 4+ pada struktur lempeng liat Si-tetrahedron oleh Al yang
bermuatan 3+, sehingga terjadi kelebihan muatan negatif satu, (b). terjadinya substitusi
isomorf dari posisi Al yang bermuatan 3+ pada struktur liat Al-oktahedron oleh Mg yang
bermuatan 2+, juga terjadi muatan negatif satu, dan (c). terjadi substitusi isomorf dari posisi
Al yang bermuatan 3+ dari hasil substitusi isomorf terdahulu pada lempeng liat Si-
tetrahedron yang telah bermuatan neatif satu, digantikan oleh Mg yang bermuatan 2+, maka
terjadi lagi penambahan muatan negatif satu, sehingga terbentuk muatan negatif dua pada
lempeng liat Si-tetrahedron tersebut. Muatan negatif yang terbentuk ini tidak dipengaruhi
oleh terjadinya perubahan pH tanah. KTK tanah yang terukur adalah KTK muatan permanen.
b. KTK Muatan Tidak Permanen
KTK muatan tidak permanen atau KTK tergantung pH tanah adalah jumlah kation yang dapat
dipertukarkan pada permukaan koloid liat dengan sumber muatan negatif liat bukan berasal
dari mekanisme substitusi isomorf tetapi berasal dari mekanisme patahan atau sembulan di
permukaan koloid liat, sehingga tergantung pada kadar H+ dan OH- dari larutan tanah.
Hasil Pengukuran KTK Tanah
Berdasarkan teknik pengukuran dan perhitungan KTK tanah di laboratorium, maka nilai KTK
dikelompokkan menjadi 2, yaitu:
1. KTK Efektif, dan
2. KTK Total.
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). Nilai KTK tanah sangat beragam dan
tergantung pada sifat dan ciri tanah itu sendiri. Besar kecilnya KTK tanah dipengaruhi oleh :
1.Reaksi tanah
2.Tekstur atau jumlah liat
3.Jenis mineral liat
4.Bahan organik dan,
5.Pengapuran serta pemupukan.
Sedangkan Menurut Hakim,et al. (1986) besar KTK tanah dipengaruhi oleh sifat dan ciri
tanah yang antara lain: reaksi tanah atau pH; tekstur tanah atau jumlah liat; jenis mineral liat;
bahan organik; pengapuran dan pemupukan. Pada pH tanah yang rendah, KTK tanah akan
relatif rendah, karena misel liat dan bahan organik banyak menjerap ion-ion H+ atau Al3+.
Kation-kation yang terjerap dalam tanah akan dapat dilepaskan dari tanah dan ditukar
tempatnya oleh ion-ion H+ yang dilepaskan oleh akar tanaman. Kation-kation yang berupa
unsur hara itu kemudian larut dalam air tanah dan diisap oleh tanaman.
Soepardi (1983) mengemukakan kapasitas tukar kation tanah sangat beragam, karena jumlah
humus dan liat serta macam liat yang dijumpai dalam tanah berbeda-beda pula.
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.
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.
Menurut Forster (1995), C-organik penting untuk mikroorganisme, tidak hanya sebagai unsur
hara, tetapi juga sebagai pengkondisi sifat fisik tanah yang mempengaruhi karakteristik
agregat dan air tanah. Seringkali ada hubungan langsung antara persentase C-organik total
dan karbon dari biomassa mikroba yang ditemukan dalam tanah pada zona iklim yang sama.
C-organik juga berhubungan dengan aktivitas enzim tanah. Di perkebunan teh Gambung, C-
organik tanah juga digunakan untuk menentukan dosis pupuk yang akan diaplikasikan.
Menurut Tamhane et al. (1970) dalam Rahardjo et al. (2001), dekomposisi bahan organik
menghasilkan asam-asam organik dan apabila ditambahkan ke dalam tanah akan
meningkatkan kandungan senyawa organik dalam tanah yang dicirikan dengan meningkatnya
kandungan C-organik tanah.
Kandungan C-organik pada setiap tanah bervariasi, mulai dari kurang dari 1% pada tanah
berpasir sampai lebih dari 20 % pada tanah berlumpur. Warna tanah menunjukkan kandungan
C-organik tanah tersebut. Tanah yang berwarna hitam kelam mengandung C-organik yang
tinggi. Makin cerah warna tanah kandungan C-organiknya makin rendah. Contohnya tanah
yang berwarna merah mengandung kadar besi yang tinggi, tetapi rendah kandungan C-
organiknya. (McVay & Rice, 2002).
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.
D. C/R RASIO
Indeks yang sering digunakan untuk menentukan kualitas bahan organik yang berkaitan
dengan laju dekomposisi adalah C:N rasio. Nilai C:N rasio tanah relatif konstan pada kisaran
8:1 sampai 15:1 dengan rata-rata 10:1 sampai 12:1 (Prasad dan Power, 1997). Perbandingan
C:N sangat menentukan apakah bahan organik akan termineralisasi atau sebaliknya nitrogen
yang tersedia akan terimmobilisasi ke dalam struktur sel mikroorganisme. Karena C:N rasio
pada tanah relatif konstan maka ketika residu tanaman ditambahkan ke dalam tanah yang
memiliki C:N rasio relatif besar, residu tanaman akan terdekomposisi dan meningkatkan
evolusi CO2 ke atmosfer, dan sebaliknya akan terjadi depresi pada nitrat tanah karena
immobilisasi oleh mikroorganisme.
Pada lahan hutan pada umumnya mempunyai C:N rasio lebih tinggi bila dibanding C:N rasio
pada lahan yang diubah menjadi agroekosistem. Tingginya rasio C:N pada lahan hutan ini
mencerminkan kualitas substrat yang terurai relatif rendah, karena kualitas substrat yang
rendah mencerminkan laju respirasi yang rendah pula.
E. KOLOID TANAH
Koloid tanah adalah bagian paling aktif dari tanah dan sebagian besar menentukan sifat fisik
dan kimia dari tanah. Koloid adalah partikel kurang dari 0,001 mm, dan fraksi termasuk
partikel tanah liat kurang dari 0,002 mm. Oleh karena itu, semua mineral lempung koloid
tidak ketat. Koloid organik lebih reaktif secara kimiawi dan umumnya memiliki pengaruh
yang lebih besar pada sifat-sifat tanah per satuan berat daripada koloid anorganik. Salah satu
yang paling penting sifat-sifat koloid adalah kemampuan mereka untuk menyerap, tahan, dan
melepaskan ion. Koloid umumnya memiliki muatan negatif bersih sebagai hasil dari fisik dan
komposisi kimia.
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.
Koloid anorganik terdiri dari mineral liat Al-silikat, oksida-oksida Fe dan Al, mineral-mineral
primer.
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.
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).
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.
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.
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.
F. P (FOSFOR)
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)
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.
G. KEJENUHAN BASA
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.
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%.
SIFAT BIOLOGI TANAH
a. Fauna Tanah
Dibedakan menjadi makrofauna dan mikrofauna
1) Makrofauna
Hewan-hewan besar (makrofauna) penghuni tanah dapat dibedakan menjadi : (a)
hewan-hewan besar pelubang tanah, misalnya tikus, kelinci yang lebih sering merugikan
karena memakan dan menghancurkan tanaman, (b) cacing tanah, berfungsi mengaduk dan
mencampur tanah dan memperbaiki tata udara tanah sehingga infiltrasi menjadi lebih baik,
dan lebih mudah ditembus akar, (c) arthropoda dan moluska, membantu memperbaiki tata
udara tanah dengan membuat lubang-lubang kecil pada tanah tersebut.
2) Mikrofauna
Hewan-hewan mikrofauna dalam tanah yang terpenting adalah protozoa dan
nematoda.
Protozoa berperan dalam menghambat daur ulang (recycling) unsure-unsur hara,
ataupun menghambat berbagai proses dalam tanah yang melibatkan bakteri.
Nematoda berdasarkan jenis makanannya dibedakan menjadi : (a) omnivorous,
memakan sisa-sisa bahan organic, (b) predaceous, memakan hewan-hewan tanah, (c)
parasitic, merusak akar tanaman.
b. Flora Tanah
Dibedakan menjadi makroflora dan mikroflora
1) Makroflora
Tanaman-tanaman tinggi merupakan makroflora sebagai produsen primer bahan
organic dan penyimpanan energy surya. Akar-akar tanaman meningkatkan agregasi tanah,
dank arena akar menembus ke lapisan tanah yang dalam maka bila membusuk menjadi
sumber humus tidak hanya dilapisan atas tetapi juga dilapisan yang lebih dalam.
2) Mikroflora
Mikroflora dalam tanah sangat beraneka ragam. Bakteri, fungi, actinomycetes, dan
algae dapat ditemukan pada setiap contoh tanah. Bakteri, fungi, dan actinomycetes membantu
pembentukan struktur tanah yang mantap karena tumbuhan mikro ini dapat mengeluarkan
(sekresi) zat perekat yang tidak mudah larut dalam air. Dalam hal pembentukan struktur tanah
ini, fungi dan actinomycetes jauh lebih efisien (lebih 17 kali lebih efisien) daripada bakteri,
tetapi bakteri mempunyai fungsi lain yang lebih penting.
Bakteri autotroph bermanfaat bagi manusia mempengaruhi sifat-sifat tanah
sehubungan dengan cara bakteri tersebut untuk mendapatkan energy. Bakteri autotroph dalam
tanah terpenting adalah bakteri nitrifikasi yang dapat mengoksidasi
ammonia nitrit (oleh nitrosomonas) dan nitrit nitrat (oleh nitrobacter)
KESUBURAN TANAH
Kesuburan tanah ditentukan oleh keadaan fisika, kimia dan biologi tanah sebagai
berikut :
a. Kesuburan Fisika
Sifat fisik tanah yang terpenting adalah solum, tekstur, struktur, kadar air tanah,
drainase dan porisitas tanah.
Pengaruh struktur dan tekstur tanah terhadap pertumbuhan tanaman terjadi secara
langsugung. Struktur tanah yang remah (ringan) pada umumnya menghasilkan laju
pertumbuhan tanaman pakan dan produksi persatuan waktu yang lebih tinggi dibandingkan
dengan struktur tanah yang padat.
Jumlah dan panjang akar pada tanaman makanan ternak yang tumbuh pada tanah
remah umumnya lebih banyak dibandingkan dengan akar tanaman makanan ternak yang
tumbuh pada tanah berstruktur berat. Hal ini disebabkan perkembangan akar pada tanah
berstruktur ringan/remah lebih cepat per satuan waktu dibandingkan akar tanaman pada tanah
kompak, sebagai akibat mudahnya intersepsi akar pada setiap pori-pori tanah yang memang
tersedia banyak pada tanah remah.
Selain itu akar memiliki kesempatan untuk bernafas secara maksimal pada tanah yang
berpori, dibandiangkan pada tanah yang padat. Sebaliknya bagi tanaman makanan ternak
yang tumbuh pada tanah yang bertekstur halus seperti tanah berlempung tinggi, sulit
mengembangkan akarnya karena sulit bagi akar untuk menyebar akibat rendahnya pori-pori
tanah. Akar tanaman akan mengalami kesulitan untuk menembus struktur tanah yang padat,
sehingga perakaran tidak berkembang dengan baik. Aktifitas akar tanaman dan organisme
tanah merupakan salah satu faktor utama pembentuk agregat tanah (Anonim, 2010)
Tekstur tanah ditentukan di lapangan dengan cara melihat gejala konsistensi dan rasa
perabaan menurut bagan alir dan di laboratorium dengan menguunakan metode-metode.
Metode tersebut adalah metode pipet atau metode hidrometer (Elisa, 2002).
Warna adalah petunjuk untuk beberapa sifat tanah. Biasanya perbedaan warna
permukaan tanah disebabkan oleh perbedaan kandungan bahan organik. Semakin gelap
warna tanah semakin tinggi kandungan bahan organiknya. Warna tanah dilapisan bawah yang
kandungan bahan organiknya rendah lebih banyak dipengaruhi oleh jumlah kandungan dan
bentuk senyawa besi (Fe). Di daerah yang mempunyai sistem drainase (serapan air) buruk,
warnah tanahnya abu-abu karena ion besi yang terdapat di dalam tanah berbentuk Fe2+.
Komponen mineral dalam tanah terdiri dari campuran partikel-partikel yang secara
individu berbeda ukurannya. Menurut ukuran partikelnya, komponen mineral dalam tanah
dapat dibedakan menjadi tiga yaitu; Pasir, berukuran 50 mikron – 2 mm; Debu, berukuran 2 –
50 mikron dan Liat, berukuran dibawah 2 mikron. Tanah bertekstur pasir sangat mudah
diolah, tanah jenis ini memiliki aerasi (ketersediaan rongga udara) dan drainase yang baik,
namun memiliki luas permukaan kumulatif yang relatif kecil, sehingga kemampuan
menyimpan airnya sangat rendah atau tanahnya lebih cepat kering.
Tekstur tanah sangat berpengaruh pada proses pemupukan, terutama jika pupuk
diberikan lewat tanah. Pemupukan pada tanah bertekstur pasir tentunya berbeda dengan tanah
bertekstur lempung atau liat. Tanah bertekstur pasir memerlukan pupuk lebih besar karena
unsur hara yang tersedia pada tanah berpasir lebih rendah. Disamping itu aplikasi
pemupukannya juga berbeda karena pada tanah berpasir pupuk tidak bisa diberikan sekaligus
karena akan segera hilang terbawa air atau menguap.
b. Kesuburan Kimia
Sifat kimia tanah berhubungan erat dengan kegiatan pemupukan. Dengan mengetahui
sifat kimia tanah akan didapat gambaran jenis dan jumlah pupuk yang dibutuhkan.
Pengetahuan tentang sifat kimia tanah juga dapat membantu memberikan gambaran reaksi
pupuk setelah ditebarkan ke tanah.
Sifat kimia tanah meliputi kadar unsur hara tanah, reaksi tanah (pH), kapasitas tukar
kation tanah (KTK), kejenuhan basa (KB), dan kemasaman.
Salah satu sifat kimia tanah adalah keasaman atau pH (potensial of hidrogen), pH
adalah nilai pada skala 0-14, yang menggambarkan jumlah relatif ion H+ terhadap ion OH-
didalam larutan tanah. Larutan tanah disebut bereaksi asam jika nilai pH berada pada kisaran
0-6, artinya larutan tanah mengandung ion H+ lebih besar daripada ion OH-, sebaliknya jika
jumlah ion H+ dalam larutan tanah lebih kecil dari pada ion OH- larutan tanah disebut
bereaksi basa (alkali) atau miliki pH 8-14. Tanah bersifat asam karena berkurangnya kation
Kalsium, Magnesium, Kalium dan Natrium. Unsur-unsur tersebut terbawa oleh aliran air
kelapisan tanah yang lebih bawah atau hilang diserap oleh tanaman.
Kemasaman tanah merupakan hal yang biasa terjadi di wilayah-wilayah bercurah
hujan tinggi yang menyebabkan tercucinya basa-basa dari kompleks jerapan dan hilang
melalui air drainase. Pada keadaan basa-basa habis tercuci, tinggallah kation Al dan H
sebagai kation dominant yang menyebaabkan tanah bereaksi masam (Coleman dan Thomas,
1970).
Di Indonesia pH tanah umumnya berkisar 3-9 tetapi untuk daerah rawa seeperti tanah
gambut ditemukan pH dibawah 3 karena banyak mengandung asam sulfat sedangakan di
daerah kering atau daerah dekat pantai pH tanah dapat mencapai di atas 9 karena banyak
mengandung garam natrium.
Menentukan mudah tidaknya ion-ion unsur hara diserap oleh tanaman, pada umumnya
unsur hara mudah diserap oleh akar tanaman pada pH tanah netral 6-7, karena pada pH
tersebut sebagian besar unsur hara mudah larut dalam air.
pH tanah juga menunjukkan keberadaan unsur-unsur yang bersifat racun bagi
tanaman. Pada tanah asam banyak ditemukan unsur alumunium yang selain bersifat racun
juga mengikat phosphor, sehingga tidak dapat diserap oleh tanaman. Pada tanah asam unsur-
unsur mikro menjadi mudah larut sehingga ditemukan unsur mikro seperti Fe, Zn, Mn dan Cu
dalam jumlah yang terlalu besar, akibatnya juga menjadi racun bagi tanaman.
pH tanah sangat mempengaruhi perkembangan mikroorganisme di dalam tanah. Pada
pH 5.5 - 7 bakteri jamur pengurai organik dapat berkembang dengan baik
Tindakan pemupukan tidak akan efektif apabila pH tanah diluar batas optimal. Pupuk
yang telah ditebarkan tidak akan mampu diserap tanaman dalam jumlah yang diharapkan,
karenanya pH tanah sangat penting untuk diketahui jika efisiensi pemupukan ingin dicapai.
Pemilihan jenis pupuk tanpa mempertimbangkan pH tanah juga dapat memperburuk pH
tanah.
Derajat keasaman (pH) tanah sangat rendah dapat ditingkatkan dengan menebarkan
kapur pertanian, sedangkan pH tanah yang terlalu tinggi dapat diturunkan dengan
penambahan sulfur. Dapat disimpulkan, secara umum pH yang ideal bagi pertumbuhan
tanaman adalah mendekati 6.5-7. Namun kenyataannya setiap jenis tanaman memiliki
kesesuaian pH yang berbeda.
c. Kesuburan Biologi
Sifat biologi tanah meliputi bahan organik tanah, flora dan fauna tanah (khususnya
mikroorganisme penting seperti bakteri, fungi dan Algae), interaksi mikroorganisme tanah
dengan tanaman (simbiosa) dan polusi tanah.
Tanah dikatakan subur bila mempunyai kandungan dan keragaman biologi yang
tinggi. Berikut merupakan tabel jumlah maksimum biomassa dari organisme tanah pada tanah
subur yang berada pada padang rumput :
Kind of organism Abundance
(no/m2)
Biomass
(g/m2)
Bacteria 3 x 1014 300
Fungi 400
Protozoa 5 x 108 38
Nematodes 107 12
Earthworms and related forms 105 132
Mites 2 x 105 3
Springtails 5 x 104 5
Other invertebrates (snails,
millipedes, etc)
2 x 103 36
HUBUNGAN SIFAT FISIK, KIMIA, DAN BIOLOGI TANAH BAGI PERTUMBUHAN
TANAMAN
Faktor yang Mempengaruhi Unsur Hara Tanah
a. Tekstur Tanah
Tekstur tanah ditentukan oleh jumlah relatif oleh berbagai ukuran partikel yang
menyusun tanah. Partikel tanah dibagi dalam tiga kategori yaitu partikel yang paling halus
kemudian debu dan pasir. Proporsi pasir, debu dan liat menentukan tekstur. Tekstur tanah
mempunyai efek terhadap sifat fisik dan kimia tanah. Secara umum partikel halus memiliki
luas permukaan lebih besar dibanding tekstur kasar. Permukaan partikel tanah adalah aktif
secara kimiawi. Tanah dengan tekstur halus memiliki aktivitas kimiawi lebih baik dibanding
tanah dengan tekstur kasar, dan dapat mengikat lebih banyak hara serta lebih banyak
mengikat nutrien yang menjadikannya tidak tersedia bagi tanaman.
b. Bahan Organik
Bahan organik merupakan sumber energi bagi makro dan mikro-fauna tanah.
Penambahan bahan organik dalam tanah akan menyebabkan aktivitas dan populasi
mikrobiologi dalam tanah meningkat, terutama yang berkaitan dengan aktivitas dekomposisi
dan mineralisasi bahan organik. Beberapa mikroorganisme yang beperan dalam dekomposisi
bahan organik adalah fungi, bakteri dan aktinomisetes. Di samping mikroorganisme tanah,
fauna tanah juga berperan dalam dekomposi bahan organik antara lain yang tergolong dalam
protozoa, nematoda, Collembola, dan cacing tanah. Fauna tanah ini berperan dalam proses
humifikasi dan mineralisasi atau pelepasan hara, bahkan ikut bertanggung jawab terhadap
pemeliharaan struktur tanah (Tian, G. 1997). Mikro flora dan fauna tanah ini saling
berinteraksi dengan kebutuhannya akan bahan organik, kerena bahan organik menyediakan
energi untuk tumbuh dan bahan organik memberikan karbon sebagai sumber energi.
Pengaruh positip yang lain dari penambahan bahan organik adalah pengaruhnya pada
pertumbuhan tanaman. Terdapat senyawa yang mempunyai pengaruh terhadap aktivitas
biologis yang ditemukan di dalam tanah adalah senyawa perangsang tumbuh (auxin), dan
vitamin (Stevenson, 1982). Senyawa-senyawa ini di dalam tanah berasal dari eksudat
tanaman, pupuk kandang, kompos, sisa tanaman dan juga berasal dari hasil aktivitas mikrobia
dalam tanah. Di samping itu, diindikasikan asam organik dengan berat molekul rendah,
terutama bikarbonat (seperti suksinat, ciannamat, fumarat) hasil dekomposisi bahan organik,
dalam konsentrasi rendah dapat mempunyai sifat seperti senyawa perangsang tumbuh,
sehingga berpengaruh positip terhadap pertumbuhan tanaman.
Sejumlah unsur hara seperti N, P, S, Mo, Cu, Zn, dan B mungkin terkandung dalam
bahan organik tanah. Sebagai akibatnya, ketersediaannya tergantung pada proses
dekomposisi bahan organik.
c. pH Tanah
pH tanah menerangkan keasaman dan kebasaan dalam sistem cair. Air terdiri dari
muatan molekul atau ion hidrogen (H+ ) dan hidroksida (OH-). Dalam air selalu ada ion-ion
yang tidak dikombinasi dalam molekul air. Jumlah air murni, jumlah H+ dan OH- sama yang
memiliki pH 7 (netral). Bila suatu sistem memiliki kelebihan ion H+ dinamakan asam. Bila
kelebihannya ion OH- maka sistem tersebut dinamakan alkalin. pH yang ukurannya
sederhana dari ion H+ dalam sistem tetapi dipresentasikan sebagai negatif logaritma
konsentrasi H+.
Keasaman tanah penting karena menentukan kelarutan mineral tanah dan
mempengaruhi berbagai proses mikroorganisme seperti dekomposisi bahan organik dan
fiksasi nitrogen. Beberapa mineral tanah mengandung unsur hara, dan hara ini mungkin
tersedia bagi pertumbuhan tanaman bila pH-nya dalam range yang sesuai.
Semasa pertumbuhan vegetatif, tanaman dipengaruhi oleh pH tanah (pH = tingkat
keasaman). Pengukuran dan deteksi pH sangat penting karena membantu kita dalam
mengambil tindakan.
Untuk menyiapkan tanah yang baik dan dapat menyerap pupuk secara optimal, diperlukan
netralisasi tanah. Netralisasi bisa menggunakan campuran bahan kimia penetralisir seperti
kapur dolomit dan lain-lain. Sebagian besar tanah di Indonesia bersifat asam (5.5 sampai 6),
atau pH dibawah 7. Maka netralisasi tanah dilakukan dengan menaikan pH tanah mencapai
pH 7 atau pH netral. Tapi pH 7 atau netral tidak selalu merupakan kondisi terbaik, ada
beberapa tanaman yang tumbuh optimal di tanah yang bersifat sedikit asam atau sedikit basa.
Pengaruh tingkatan pH tanah terhadap tanaman adalah sebagai berikut:
-pH dibawah 4.5 (terlalu asam)
menyebabkan akar rusak sehingga kualitas dan jumlah panen turun. Terlihat pada saat
perubahan tanaman dari fase vegetatif ke generatif.
-pH 5.5 sampai 6 (rata-rata tanah di Indonesia)
Terdapat unsur hara yang optimum untuk tanaman
-pH diatas 6
Pada tingkatan ini, tanaman akan terlalu vegetatif. Hal ini tidak berpengaruh pada kualitas
buah karena berada di musim yang tidak tepat.
Menaikan atau menurunkan pH tanah juga berguna untuk pengendalian penyakit, pH tanah
diubah agar tidak sesuai dengan kebutuhan pathogen, biasanya untuk tanaman umbi-umbian
seperti kentang.
DAMPAK PERUBAHAN IKLIM TERHADAP PERTUMBUHAN TANAMAN
Perubahan iklim global akan mempengaruhi setidaknya tiga unsur iklim dan
komponen alam yang sangat erat kaitannya dengan pertanian, yaitu: (1) naiknya suhu udara
yang juga berdampak terhadap unsur iklim lain, terutama kelembaban dan dinamika
atmosfer, (2) berubahnya pola curah hujan, (3) makin meningkatnya intensitas kejadian iklim
ekstrim (anomali iklim) seperti El-Nino dan La-Nina, dan (4) naiknya permukaan air laut
akibat pencairan gunung es di kutub utara. (Direktorat Pengelolaan Air, 2009).
1. Dampak Peningkatan Konsentrasi CO2 di Atmosfer.
Gas CO2 merupakan sumber karbon utama bagi pertumbuhan tanaman. Konsentrasi
CO2 di atmosfir saat ini belum optimal, sehingga penambahan CO2 kepada tanaman di dalam
industri pertanian di dalam rumah kaca merupakan kegiatan normal untuk meningkatkan
pertumbuhan tanaman seperti tomat, selada, timun dan bunga potong.
Pengaruh fisiologis utama dari kenaikan CO2 adalah meningkatnya laju assimilasi
(laju pengikatan CO2 untuk membentuk karbohidrat,fotosintesis) di dalam daun. Efisiensi
penggunaan faktor-faktor pertumbuhan lainnya (seperti radiasi matahari, air dan nutrisi) juga
akan ikut meningkat.
Selain pengaruh positif terhadap proses fotosintesis, kenaikan CO2 juga akan
mempunyai pengaruh positif terhadap penggunaan air oleh tanaman. Stomata mempunyai
fungsi sebagai pintu gerbang masuknya CO2 dan keluarnya uap air ke/dari daun. Besar
kecilnya pembukaan stomata merupakan regulasi terpenting yang dilakukan oleh tanaman,
dimana tanaman berusaha memasukkan CO2 sebanyak mungkin tetapi dengan mengeluarkan
H2O sesedikit mungkin, untuk mencapai effisiensi pertumbuhan yang tinggi. Jika CO2 di
atmosfir meningkat, tanaman tidak membutuhkan pembukaan stomata maksimum untuk
mencapai konsentrasi CO2 optimum di dalam daun, sehingga laju pengeluaran H2O dapat
dikurangi. Dengan kondisi tersebut maka laju pembentukan biomassa akan meningkat
(Syarifuddin, 2011).
Efek langsung dari meningkatnya CO2, berdampak positif terhadap pertumbuhan dan
perkembangan tanaman, sebagaimana dijelaskan diatas. Akan tetapi dampak pengikutan
berupa peningkatan suhu dan perubahan siklus hidrologi menyebabkan pengaruh positif dari
kenaikan CO2 menjadi berkurang atau terhambat sama sekali (Munawar, 2010).
2. Naiknya Suhu Udara yang Juga Berdampak Terhadap Unsur Iklim Lain.
Suhu merupakan faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap pertumbuhan dan
perkembangan tanaman. Suhu udara dipengaruhi oleh radiasi yang diterima di permukaan
bumi sementara tinggi rendahnya suhu disekitar tanaman ditentukan oleh radiasi matahari,
kerapatan tanaman, distribusi cahaya dalam tajuk tanaman, kandungan lengas tanah.
Umumnya laju metabolisme makhluk hidup akan bertambah dengan meningkatnya suhu
hingga titik optimum tertentu. Beberapa proses metabolisme tersebut antara lain bukaan
stomata, laju transpirasi, laju penyerapan air dan nutrisi, fotosintesis, dan respirasi. Setelah
melewati titik optimum, proses tersebut mulai dihambat: baik secara fisik maupun kimia,
menurunnya aktifitas enzim (enzim terdegradasi)
Pengaruh peningkatan suhu dapat mengurangi atau bahkan mengurangi dampak
positif yang diberikan dari meningkatnya konsentrasi CO2 di atmosfir. Peningkatan suhu
disekitar iklim mikro tanaman akan menyebabkan cepat hilangnya kandungan lengas tanah
(kadar air tanah) akibat evaporasi. Hal tersebut dapat berpengaruh negatif terhadap
pertumbuhan dan perkembangan tanaman terutama pada daerah yang lengas tanahnya
terbatas.
Setiap tanaman memiliki suhu dasar yang merupakan suhu minimum bagi tanaman
untuk bermetabolisme. Besaran suhu dasar ini akan mempengaruhi besarnya Thermal unit
yang diperlukan oleh tanaman untuk melewati setiap fase perkembangannya. Hubungan
antara thermal unit dengan suhu lingkungan adalah berbanding lurus sementara berbanding
terbalik dengan umur tanaman. Artinya semakin tinggi suhu, maka umur tanaman akan
semakin pendek yang akhirnya berdampak pada waktu penumpukan fotosintat dan
pembentukan biomassa yang lebih rendah (Syarifuddin, 2011).
Dampak peningkatan suhu terhadap tanaman pangan menurut Las (2007) adalah
terjadinya peningkatan transpirasi yang menurunkan produktivitas, peningkatan konsumsi
air, percepatan pematangan buah/biji yang menurunkan mutu hasil, dan perkembangan
beberapa organisme pengganggu tanaman. Bahkan dirjen IRRI (International Rice
Researh Institute) menyatakan bahwa dengan peningkatan suhu udara rata-rata 1°C dapat
menurunkan produktivitas beras dunia sekitar 5-10 %.
Peningkatan temperatur dapat menyebabkan penurunan produksi pada berbagai jenis
tanaman pangan, Menurut Tang et al., (2006) dan Weerakoon et al., (2008), Pada tanaman
padi, fase pembentukan malai sangat sensitif terhadap temperatur tinggi. Selama tahap ini,
stress akibat panas sangat memungkinkan untuk terjadinya sterilitas floret, menurunnya
kesuburan dan kehilangan hasil. Hal ini terutama disebabkan oleh menurunnya aktifitas serta
perkecambahan polen, terbatasnya pertumbuhan tabung polen, rendahnya daya dehiscence
polen dan penyerbukan yang tidak sempurna.
Di samping itu temperatur juga secara langsung berperan terhadap perkembangan biji
seperti pengisian biji dan laju produksi bahan kering pada biji (Kobata dan Uemuki, 2004)
Temperatur tinggi dapat menghambat perkembangan biji pada padi (Zakaria et al., 2002)
gandum (Hawker dan Jenner, 1993).
Peningkatan temperatur selama kemasakan juga dapat menyebabkan penurunan
kualitas biji terutama yang diakibatkan oleh terhambatnya akumulasi cadangan makanan pada
biji (Zakaria, 2005). Munculnya bagian “putih buram” yang biasanya di dapatkan pada
bagian gabah yang kurang sempurna pada musim panas diperkirakan mempunyai hubungan
yang erat dengan sistem transfer dan transportasi cadangan makanan selama pembentukan
biji. Bagian putih buram ini adalah bagian dari kerusakan yang disebabkan oleh temperatur
tinggi selama kemasakan.
DAFTAR PUSTAKA
Fitri. 2011. Peran Makrofauna dan Mikrofauna dalam Sifat Fisik dan Kimia Tanah.
http://fitri05.wordpress.com/2011/01/24/peran-makrofa
uan-dan-mikrofauna-dalam-sifat-fisik-dan-kimia-tanah/ [Diakses Tgl 04 Januari 2012].
Hanafiah, K. A., Anas, I., Napoleon, A dan Ghoffar, N. 2005. Biologi Tanah Ekologi dan Makrobiologi
Tanah. PT Raja Grafindo Persada. Jakarta.
http://riskyridhaagriculture.blogspot.com/2012/02/biologi-tanah.html
http://al-malik-al-malik-al-malik.blogspot.com/2013/04/sifat-fisik-kimia-dan-biologi-yang.html#ixzz2QFI9YKka
http://oryza-sativa135rsh.blogspot.com/2011/06/kesuburan-tanah.html