sifat kimia tanah : bahan organik tanah

PERTEMUAN KE 6
ILMU TANAH PMP 2113
SETYA WIDI AYUNING P., S.Pi, MP
LITERATUR
Tan Kim Howard. 1982. Principles of Soil
Chemistry. Mercel Dekker. Inc. New York
 H.L. Bohn., B. L. McNeal., and G.A
O’Connor. 1979. Soil Chemistry. John
Willey&Sons
 D.L. Sparks. 1995. Environmental Soil
Chemistry. Academic Press. San Diego
 H. D. Foth. 1984. Fundamental of Soil
Science. John Willey&Sons

PENDAHULUAN
Merupakan salah satu komponen tanah yg
sangat penting bagi ekosistem tanah
 Merupakan sumber (source) dan pengikat
(sink) hara dan sebagai substrat bagi
mikroba tanah
 Kumpulan beragam senyawa organik
komplek yg sedang atau telah mengalami
proses dekomposisi baik hasil dari proses
huminifikasi maupun dari hasil proses
mineralisasi

DEFINISI
KELOMPOK BAHAN ORGANIK TANAH :
a) Bahan yg telah terhumifikasi sbg Humic
Substances
HUMUS : Merupakan hasil
akhir dr proses dekomposisi BO yg bersifat stabil
dan tahan terhadap proses biodegradasi
Terdiri dari fraksi asam humat, asam fulfat dan
humin.
Humus menyusun 90% bag bahan BO
b) Bahan yg tdk terhumifikasi sbg Non-Humic
Substances
Meliputi senyawa-senyawa organik sprt karbohidrat,
asam amino, peptida, lemak, lilin, lignin, asam
nukleat & protein

KOMPOSISI BAHAN ORGANIK TANAH
KOMPOSISI BAHAN ORGANIK TANAH
Komposisi biokimiawi: 75%air dan 25% biomas
kering
 Komposisi kimiawi: 44%C; 8%H; 40%O dan 8%
mineral
Dimana :
Biomas kering terdiri dari :
a) 60%KH
b) 1-5% gula dan pati
c) 10-30% hemiseluluse
d) 20-50% seluluse
e) 10-30% lignin
f) 10% protein
g) 1-8% lemak, lilin, dan tanin

PERANAN BAHAN ORGANIK
Bahan organik berperan secara fisik, kimia
maupun biologis terhadap tanah sehingga dpt
menentukan kesuburan tanah :
 Secara Fisik :
a) Mempengaruhi warna tanah coklat-hitam
b) Merangsang granulasi
c) Menurunkan plastisitas & kohesi tanah
d) Memperbaiki struktur tanah
e) Meningkatkan daya tahan air
f) Meningkatkan kelembaban dan temperatur
tanah
mempengaruhi proses mineralisasi
PERANAN BAHAN ORGANIK

a)
b)
c)
d)
e)
f)
Secara Kimia
Melalui mineralisasi menyumbangkan unsur hara
tersedia
Sejumlah hara tersedia akan diakumulasikan ke
dlm sel-sel mikroba dan akan dimineralisasi
kembali
Pengikat unsur beracun pd tanah masam
BO dpt membentuk senyawa kompleks dgn
unsur-unsur hara mikro shg mencegah
terjadinya pelindian (leachability)
BO jg mampu melepaskan P yg disemat olh
oksida-oksida (Fe & Al) dlm tanah
BOT dpt meningkatkan KTK >2-30x drpd koloid
mineral yg meliputi 30-90% dari tenaga jerap
suatu tanah mineral
PERANAN BAHAN ORGANIK
Secara Biologi
a) Pemacu aktivitas organisme tanah
Hasil-hasil sederhana yg dihasilkan dr aktivitas
MO tanah
 Karbon : CO2, CO3=, HCO3- CH4, karbon
elementer
 Nitrogen
: NH4+, NO2-, NO3-, gas N2
 Sulfur : S, H2S, SO3=, SO4=, CS2
 Fosfor : H2PO4-, HPO4=
 Lain-lain
: H2O, O2, H2, H+, OH-, K+, Ca2+,
Mg2+ dll

FAKTOR PENGARUH BOT
Faktor yg mempengaruhi bahan organik tanah :
a) Curah Hujan : pelapukan, perlindian &
pengembangan tanah
b) Vegetasi
c) Topografi
d) Waktu bahan induk
e) Pertanaman
f) Sumber & susunan BO
g) Kelancaran dekomposisi
PROSES DEKOMPOSISI BOT
Fase perombakan BO segar (fragmentasi)
2) Fase Perombakan Lanjutan (melibatkan enzim
MO tanah), dibagi beberapa tahapan :
a) Tahap awal :
Dicirikan olh kehilangan scr cpt bhn-bhn yg
mudah terdekomposisi sbg akibat pemanfaatan
BO sbg sumber energi MO (terutama bakteri).
Dihasilkan sjmlah senyw sampingan sprt: NH3 ,
H2S , CO2 & Asm Organik
1)
PROSES DEKOMPOSISI BOT
Tahap tengah :
Terbentuk snyw organik tengahan &
biomassa baru
c) Tahap akhir :
Dicirikan olh terjadinya dekomposisi scr
berangsur bagi jaringan tmbhn/hewan yg
lebih resisten (mis. Lignin).
b)
3)
Fase perombakan & sintesis ulang senyawasenyawa organik
URUTAN PEROMBAKAN KOMPONEN BOT
Gula, pati, protein-protein yg larut dlm air
2. Protein kasar
3. Hemicelulose
4. Celulose
5. Minyak, lemak, lignin dan lilin
1.
FRAKSIONASI BOT
HUMUS
campuran senyawa yg kompleks (tersusun
oleh asam humat, as fulfat, ligno protein dll)
 mempunyai sifat agak/cukup resisten (tahan)
thd perombakan jasad renik (mikroorganisme)
 bersifat amorf (tak mempunyai bentuk tertentu)
 berwarna coklat-hitam
 bersifat koloid (<1 µm, bermuatan),
 berasal dari proses humifikasi bahan organik
oleh mikroba tanah

HUMUS
Terdiri dari 2 senyawa utama :
a) Substansi non humus (mis. Lipid, asam
amino & karbohidrat)
b) Substansi humus :
Merupakan senyawa amorf dgn berat
molekul tinggi, hasil pembentukan kedua
dari dekomposisi

SUBSTANSI HUMUS
1.
2.
3.
Humic Acid : dpt diekstraksi dgn basa kuat,
garam netral, tdk larut dlm asam ;
mengandung gugus fungsional asam sprt
fenolik dan karboxylic; aktif dlm reaksi kimia;
BM 20.000-1.360.000
Fulvic Acid : dpt diekstraksi dgn basa kuat
(mengandung gugus fungsional asam); larut
dalam asam (mengandung gugus fungsional
basa); aktif dlm reaksi kimia
Humin : tdk larut dlm asam&basa; BM
terbesar; tdk aktif dlm reaksi kimia
SUBSTANSI HUMUS
KUALITAS BOT
Cepat Terdekomposisi:
a) Penyedia hara tanaman, segera
b) Kontribusi ke BOT kurang
Kompartemen BO
Lambat Terdekomposisi:
a) Kontribusi BOT
b) Cadangan hara jangka panjang

a)
b)
c)
d)
PARAMETER KUALITAS (Mudah Terdekomposisi)
C/N
: < 20
N
:
Lignin : < 9%
Polifenol : < 4%
KARAKTERISTIK BOT
Karakterisasi bahan organik tanah dapat
dilakukan melalui berbagai cara, di antaranya :
a) Analisis kimia:
total C dan total N (metode termudah)
b) Fraksionasi fisik:
berdasarkan ukuran dan berat jenis
c) Penggunaan isotop:
13C (isotop stabil, bukan radioaktif) dan 14C
(radioaktif)
KARAKTERISTIK BOT :
A. METODE KIMIA





dapat mendeteksi asam humik dan fulvik, tetapi
kurang akurat.
analisis secara kimia, kandungan aromatik dalam
humat dinyatakan sekitar 50%,
NMR (nuclear magnetic resonance) dan pirolisis
gas kromatografi-spektroskopi massa, kandungan
aromatik tersebut < 50%.
bahan organik tanah harus dipisahkan dari matrik
koloid mineral (liat) dan seskuioksida, serta
didispersi dalam larutan (dengan NaOH atau
Na4P2O7).
Bahan yang terdispersi dipresipitasi pada nilai pH
masam disebut asam humik, sedangkan bahan
yang tetap dalam larutan disebut asam fulvik
C-ORGANIK
merupakan akumulasi dari sisa tanaman maupun
hewan yang sebagian telah mengalami pelapukan
dan pembentukan kembali
 Umumnya pada tanah yang subur kandungan Corganik sebesar 4-5% dari total berat tanah
 Karbon adalah komponen utama dari bahan
organik. Pengukuran C-organik secara tidak
langsung dapat menentukan bahan organik melalui
penggunaan faktor koreksi tertentu (1,724)
 C-organik tanah sangat mempengaruhi tinggi
rendahnya kapasitas tukar kation. Sekitar setengah
nilai KTK tanah berasal dari bahan organik

KARAKTERISTIK BOT :
B. METODE FISIK (FRAKSIONASI FISIK)
Pada prinsipnya pemisahan bahan organik dengan
partikel tanah.
b) berdasarkan berat jenis partikel:
dilakukan dengan menggunakan bahan suspensi
silikat LUDOX yang mempunyai berat jenis (BJ) 1,8
g/cm3 dan dapat dibedakan menjadi:
 fraksi ringan, merupakan bahan yang telah atau
hanya sebagian terdekomposisi, BJ <1,13 g/cm3
 fraksi sedang: sebagian terdiri dari humus, BJ
1,13-1,37 g/cm3
 fraksi berat: bahan organik yang terjerap oleh
partikel liat dalam bentuk organo mineral, bersifat
amorf, BJ >1,37 g/cm3
a)
KARAKTERISTIK BOT :
B. METODE FISIK (FRAKSIONASI FISIK)
c)
berdasarkan ukuran partikel
 menentukan jumlah absolut dan proporsi
relatif C dan N dari partikel organik dalam
tanah.
 Fraksi bahan organik tanah berukuran pasir
(50 m-2,0 mm) biasanya lebih labil daripada
bahan organik tanah berukuran liat atau debu
 Bahan organik tanah yang mempunyai
ukuran pasir disebut dengan bahan organik
berukuran partikel (Particulate Organic Matter
= POM)
KARAKTERISTIK BOT :
C. TEKNIK RADIOISOTOP
dengan radioisotop 14C, dapat merunut (tracing)
umur bahan organik tanah
 dengan isotop stabil 13C dapat membedakan
asal bahan organik tanah, dari tanaman bertipe
C3 atau C4 (rantai fotosintesis):
 contoh tipe C3 adalah tanaman hutan, pohon
leguminosa; tipe C4: tebu, jagung

TERIMA KASIH