dasar kimia tanah

BAHAN KAJIAN
MK. DASAR ILMU TANAH
DASAR-DASAR
SIFAT KIMIA TANAH
www.marno.lecture.ub.ac.id
Review Satuan (Unit)
“mole” menyatakan jumlah unsur atau senyawa yang
mengandung atom atau molekul sebanyak bilangan
Avogadro (6.023x10-23)
1. ppm = tidak lazim pada kebanyakan journal saat ini,
lazimnya disebut dengan : mg kg-1, mg L-1
2. Molarity (Moles L-1; M) (sangat populer)
3. Molality (Moles kg-1; m) (jarang dipakai)
4. Gram Equivalents (moles muatan, equivalents, eq L-1
dalam larutan, meq 100g-1 dalam unit lama, molc L-1 atau
cmolc kg-1 dalam unit SI yang baru)
Menghitung konsentrasi kation-tukar berdasarkan muatan
Molar dan bobot ekuivalen (molc) kation pada tapak pertukaran
tanah
______________________________________________
Valensi
Bobot Molar Bobot ekuivalen
g mole-1
g molc-1
______________________________________________
Ca2+
2
40.08
20.04
Mg2+
2
24.31
12.155
K+
1
39.10
39.10
Na+
1
22.99
22.99
Al3+*
3
26.98
8.99
H+
1
1.01
1.01
*dapat juga ditulis sebagai valensi -1, +1, atau +2 tergantung pada
pH. Seringkali diberi notasi Aln+
Menghitung konsentrasi kation-tukar berdasarkan muatan
Banyak laboratorium masih melaporkan konsnetrasi tanah dalam satuan ppm,
yang sebenarnya adalah mg kg-1
Untuk mengubah ini menjadi satuan-satuan muatan (millimoles muatan per
kilogram):
Y mmolc kg-1 = (X mg kg-1)/bobot ekuivalen
Untuk mengkonversi menjadi satuan-satuan yg lazim centimoles muatan per
kilogram:
cmolc kg-1 = (mmolc kg-1 )/10
Misalnya: 300 ppm Ca:
Y mmolc kg-1 = [(300 mg kg-1)/20.04] = 14.7 mmolc kg-1
cmolc kg-1 = (14.7)/10 = 1.47 cmolc kg-1
Review Satuan (Unit)
•Normality (Molc L-1; N)
Awalan m = milli atau 0.001, micro = μ, or 0.0000001
K = kilo, or 1,000 M = mega, or 1,000,000
mislanya 1,000 mg = 1 g; 1,000,000 μg = 1 g
1 kg = 1,000 g; 1 Mg = 1,000,000 g
Sifat Kimia Tanah yang mendasar
1. Total C: organic matter + carbonates (normally in units of %,
mg g-1, or g kg-1)
2. Total N: mostly organic (normally in units of %, mg g-1, or g kg1)
3. C:N Ratio: Faktor utama yg mempengaruhi ketersediaan N
(tanpa satuan)
4. Kapasitas Tukar Kation (KTK = CEC): Muatan permanen (liat )
dan muatan tergantung pH (bahan organik) (biasanya dg
satuan cmolc kg-1, atau dalam pustaka lama meq 100 g-1)
5. Kation Tukar : Ca2+ , Mg2+ , K+ , Na+ Al3+ , (biasanya dalam
satuan cmolc kg-1, atau dalam pustaka lama meq 100 g-1; dapat
juga dengan satuan mg kg-1, atau ppm dalam pustaka lama)
6. Kejenuhan Basa : [(Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na+)/CEC] x 100
(satuannya %)
7. Orto-fosfat dan SO42-terjerap: berhubungan dnegan
konsentrasi sesquioxide dan bahan organik (biasanya dnegan
satuan mg kg-1, atau ppm dalam pustaka lama).
KTK (CEC): Kemampuan tanah untuk mnejerap dan
menukarkan kation pada tapak muatan negatif permukaan
koloid liat.
-
+
+
+
+
- +
+ +
+ + +
- +
+
+ + - +
+ +
+
+ +
+
+
+ + +
+ + + +
+ +
+
- +
+
++
- + + +
+
Awan ion di dekat
permukaan liat yg
bermuatan negatif
(lapisan rangkap
difuse)
Kation lebih
banyak di dekat
permukaan liat
Sumber-sumber KTK
1. Kation H+;
•
Sumber: bahan organik dan tepi-patahan liat
•
Tergantung pH, seperti asam lemah.
2. Substitusi isomorfik pada mineral liat :
•
Substitusi Al3+ untuk Si4+ dalam lapisan tetrahedral
liat
•
Substitusi Mg2+ untuk Al3+ dalam lapisan octahedral
liat
•
Tipe KTK seperti ini disebut KTK muatan permanen
karena tidak dipengaruhi oleh pH.
Bahan organik tanah sebagai sumber KTK
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Sementara (akhirnya akan terdekomposisi)
Tidak larut air, tetapi larut dalam basa (pH tinggi)
Mengandung 30% proteins, lignin, complex sugars
50% C dan O, 5% N
KTK sangat tinggi berdasarkan bobotnya
Muatan negatif terjadi karena disosiasi H+ dari gugusan
hidroksil (-OH), carboksil (-COOH), dan fenolik (
-OH)
kalau terjadi peningkatan pH (konsentrasi H+ dalam larutan
menurun)
Bahan Organik : KTK tergantung pH
-
OH
O
+ OH-
OH
pH rendah , tapak-tapak
proton
Tidak ada KTK
K
+
+ H2O
OH
pH tinggi (deprotonasi,
Tapak pertukaran kation)
Liat silikat sebagai sumber KTK
Si Tetrahedra
Al Oktahedra
Mineral liat Kaolinit tipe 1:1
Liat Silikat: KTK muatan permanen muncul dari substitusi isomorfik
Al3+ menggantikan Si4+ dalam lapisan tetrahedra atau Mg2+ menggantikan Al3+
dalam lapisan oktahedra (tidakk terpengaruh oleh pH )
Vermiculite (High CEC,
Mica (Primary mineral)
SiO 4
Al(OH) 3
1.0
nm
expands/contracts somewhat)
≈1.4
nm
K K K K K K K
Ca Mg H
2O
Ca H 2 O
Smectite (or Montmorillonite
Illite (Med. CEC)
(High CEC, expands/contracts a lot)
AlAllapisan
oktahedra
octahedral
layer
≈1.8 to 4.0
1.0
nm
H+ K K K H+ H+
nm
Ca Mg H
2O
Ca H 2 O
Si lapisan
tetrahedral
layer
Si
tetrahedra
Chlorite (Low-Med CEC)
Kaolinite
0.72
0.93
nm
nm
H+ bonding
Pertukaran kation sederhana:
Ca2+ menukar menggantikan Na+
-
..Na+
[Ca2+]
..Na+
Larut dalam larutan tanah
2+
..Ca
-
Liat bermuatan negatif
XNa
2
+
+ Ca2+ 
XCa
X = dapat ditukar
2+
+ 2Na+
[Na+]
[Na+]
Kation-kation dapat ditukar (kation-tukar):
Kation-kation “Basa” : Na+, K+, Mg2+, Ca2+
• NH4+ juga ada, tetapi jumlahnya sangat kecil
• Jumlahnya banyak biasanya : Ca2+ > Mg2+ > K+ >
Na+
• Perkecualian serpenting yg kaya Mg2+ atau
Sodik yang kaya Na+)
Kation-kation “Asam” : H+, Al3+
• Al berfungsi sebagai asam : Al3+ + H2O 
Al(OH)2+ + H+
• Al(OH)2+ + H2O  Al(OH)2+ + H+
• Al(OH)2+ Al(OH)3 + H+
• Al3+ + 3H2O  Al(OH)3 + 3H+
Bentuk-bentuk Al dalam larutan dikendalikan oleh
pH larutan
Tidak larut - mengendap
pH larutan
Deret Liotrofik :
1. Kekuatan suatu kation menggantikan kation lain dari
tapak pertukaran:
2. H+ > Al3+ > Ca2+ = Mg2+ > K+ > Na+
3. Itulah sebabnya mengapa tidak semua kation tukar H+
dan Al3+ ?
4. Hukum Aksi Massa: Kation yg konsnetrasinya tinggi
dalam larutan tanah akan menggantikan kation-tukar
dari tapak-jerapan meskipun kation-tukar ini posisinya
lebih tinggi pada deret Liotrofik
Ca2+ menggantikan Al3+ melalui hukum aksi-massa , walaupun
Al3+ dijerap dengan kekuatan lebih besar
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Ca2+
2+
Ca
2+
Ca2+Ca
Ca2+
Ca2+Ca2+
Ca2+ 2+
Ca2+ Ca Ca2+
2+
Ca2+ Ca Ca2+
Ca2+
Konsentrasi Ca++ jauh
lebih besar daripada
konsentrasi Al+++)
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
pH meningkat, Al mengendap
sebagai gibbsite:
Al3+ + 3OH-  Al(OH)3
Kejenuhan Basa
Kejenuhan basa (%BS) didefinisikan sebagai
jumlah kation basa tukar (Ca2+, Mg2+, K+, dan Na+)
dibagi dnegan KTK. Biasanya dinyatakan sebagai
persentase KTK, sehingga :
2
2

Ca  Mg  K  Na
% BS 
CEC

Unit-unit dalam ekuivalen muatan :
• Sistem lama: meq per 100g tanah (meq 100g-1)
• Sistem baru : SI units, centimoles muatan per
kg tanah (cmolc kg-1 ) (angkanya identik,
berbeda nama satuannya)
Kejenuhan Basa
Kalau kita hanya mempertimbangkan kation-tukar yg
utama,
KTK = Ca2+ +Mg2+ + K+ + Na+ + Al3+ + H+ (in cmolc kg-1)
sehingga:
2
2


Ca  Mg  K  Na
%BS  2
2


3

Ca  Mg  K  Na  Al  H
7
6
Soil pH
5
4
3
0
100
Persen Kejenuhan Basa
Kapasitas Tukar Kation
KTK tergantung pH
KTK muatan permanen
3
4
5
pH
6
7
Pengasaman tanah yg tidak punya KTK tergantung pH
Kapasitas Tukar Kation (KTK))
Pengasaman tanah
Kation basa (Ca2+ K+ Mg2+ Na+)
Kation asam (H+ + Al 3+)
Pengasaman tanah yg mempunyai KTK tergantung pH
Kapasitas Tukar Kation (KTK))
Pengasaman tanah
Kation basa (Ca2+ K+ Mg2+ Na+)
Kation asam (H+ + Al 3+)
KTK dan Kejenuhan Basa
1. KTK diukur dengan mengaplikasikan larutan pekat NH4Cl
atau NH4OAc ke sampel untuk menukar semua semua
kation-tukar dengan NH4+ melalui proses aksi massa.
2. Larutan pengekstraks dianalisis Ca2+, Mg2+, K+, Na+, dan
juga Al untuk menentukan apa yang ada pada kompleks
jerapan.
3. Pada suatu titik KTK dapat diukur. NH4+ digantikan oleh
kation lainnya (misalnya Na+ atau K+ ) oleh proses aksi
massa, dan NH4+ kemudian diukur untuk mendapatkan
estimasi KTK.
Pengukuran KTK dan Kejenuhan Basa
1. Asumsi yg lazim adalah sumbangan NH4+
terhadap KTK sangat kecil dan dapat
diabaikan.
2. NH4+ tukar seringkali diukur secara terpisah
dg menggunakan larutan ekstraks pekat KCl.
3. H+ (pH) tidak diukur pada pengekstraks ini;
H+ tukar diukur dengan cara lain.
Pengukuran KTK
Ada tiga cara untuk mengukur KTK
1. Metode Jumlah Kation:
1. KTK = Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na+ + Al3+ (H+ diabaikan)
2. Ekstraksi dnegan larutan 1M NH4Cl (garam netral yg
tidak membuffer pH).
3. KTK jumlah kation, CECsum, dan diukur dalam
ekstraks pertama.
4. Dalam sistem liat murni (tidak ada bahan organik,
oksida hidrous Fe dan Al, tidak ada alofan; yakni
tidak ada KTK tergantung pH) KTK ini
mencerminkan KTK dan kation pada mineral liat
(KTK muatan permanen).
Pengukuran KTK
2. KTK efektif (CECeff) pada kondisi aktual pH
tanah.
1. Ini mencakup KTK permanen plus KTK tergantung
pH yg ada pd kondisi aktual pH tanah.
2. Ini ditentukan dari ekstraks ke dua ; setelah
ekstraksi dnegan 1M NH4Cl, tanah dicuci dengan
ethanol untuk mengusir NH4+ yg terlarut, dan
kemudian diekstraks dengan 1M NaCl untuk
menggantikan semua NH4+ tukar
3. Ekstraks dianalisis kandungan NH4+ .
KTK Ammonium chloride (tidak mengontrol pH tanah)
Tahap 1: Ekstraksi dgan 1 M NH4Cl
Tahap 2: Ekstraksi dnegan 1 M KCl
Tabung ekstraksi
Contoh tanah
Larutan terekstraks
NH4+ menggantikan Ca2+, Mg2+, K+,
Na+, Al3+ ke dalam pengekstraks; ini
menghasilkan KTK jumlah kation
(CECsum)
--- Ca2+
--- Mg2+
--- K+
--- Na+
--- H+
--- Al3+
+ NH4+
K+ menggantikan NH4+ tukar ke dalam
pengekstraks; ini menghasilkan KTK
efektif (CECeff) yg mencakup H+ tukar
pada kondisi normal pH tanah
-- NH4+
-- NH4+
-- NH4+
-- NH4+
-- NH4+
-- NH4+
-- K+
-- K+
+ K+
-- K+
-- K+
-- K+
-- K+
Sampel
tanah
diambil
KTK Ammonium acetate (membuffer pH pada nilai 7.0)
Tahap 1: Ekstraksi dnegan 1 M
Ammonium acetate
Tahap 2: Ekstraksi dengan 1 M KCl
Tabung ekstraksi
Contoh tanah
Larutan terekstraks
+
Ca2+,
Mg2+,
K+,
NH4 menggantikan
Na+, Al3+ ke dalam pengekstraks;
karena pH tinggi, Al3+ pdiendapkan
sebagai Al(OH)3
--- Ca2+
--- Mg2+
--- K+
--- Na+
--- H+
--- Al3+
+ NH4+
Al(OH)3
K+ menggantikan NH4+ tukar ke dalam
pengekstraks; ini menghasilkan KTK
efektif (CECeff) yg mencakup H+ tukar
pada pH 7.0 (yg seringkali lebih besar
daripada pH tanah)
-- NH4+
-- NH4+
-- K+
-- K+
-- NH4+ + K+
-- NH4+
-- NH4+
-- NH4+
-- K+
-- K+
-- K+
-- K+
Contoh
tanah
diambil
Pengukuran KTK
3. KTK Ammonium asetat (CECOAc).
1. Ini meliputi KTK permanen plus semua KTK
tergantung pH.. KTK ini diukur dengan
mengekstraks tanah menggunakan ammonium
asetat (NH4OAc, buffers pH = 7.0)..
2. Kemudian prosedur yg sama diikuti seperti KTK
garam netral.
3. Catatan: Al tukar harus diukur secara terpisah
dengan ekastrak KCl karena Al mengendap
sebagai Al(OH)3 pada kondisi pH tinggi
Tipe KTK tergantung pada cara pengukurannya
CECOAc
CECeff
CECsum
KTK muatan permanen
KTK tergantung pH
CECsum: diukur sbg jumlah Ca + Mg + K + Na + Al yh terekstraks ammonium
chloride dalam ekstraksi pertama
CECeff: diukur dg ammonium chloride, garam netral, setelah ekstraksi ke dua
CECOAc: diukur dengan ammonium acetate pada pH 7
Kejenuhan Basa (%BS)
1. KTK dapat diukur dengan cara yg berbeda-beda, %BS
juga beragam sesuai metode pengukurannya, dan harus
dispesifik-kan.
2. Untuk suatu tanah dengan jumlah tertentu basa-tukar, %
BS yg dihitung dari CECsum akan lebih besar dari %BS
yg dihitung dari CECeff , dan akan lebih besar dari %BS
yg dihitung dari CECtot karena lebih banyak kemasaman
potensial pd KTK tergantung pH dihitung sebagai (yaitu
CECsum < CECeff < CECtot).
3. Contoh gambar berikut menunjukkan bagaimana hal ini
terjadi. Dalam masing-masing kasus, kation basanya
sama (6 cmolc kg-1); menjadi pembilang ….. Mengukur
perubahan KTK.
Nilai kejenuhan basa tergantung pada pengukuran KTK
CECOAc= 10 cmolc kg-1
CECeff = 8 cmolc kg-1
CECsum = 7 cmolc kg-1
Kation –kation Asam
Aln+ = 1 cmolc kg-1
H+ = 3 cmolc kg-1
Kation-kation Basa
Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na+ = 6 cmolc kg-1
Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na +
________________________
%BSsum=
X 100
CECsum
=
%BSeff=
%BSOAc=
2+ + Mg2+ + K+ + Na +
Ca
__________________________
Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na++ Aln+
Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na +
________________________
CECrff
Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na +
________________________
CECOAc
X 100
X 100
X 100
=
=
=
6
7
6
8
X 100
6
10
X 100
X 100
=
=
85%
75%
=
60%
Persamaan Pertukaran Kation
Pendekatan Kerr untuk koefisien selektivitas :
[AlX]2/3 [Ca2+]
Ks = ---------------------[CaX] [Al3+]2/3
Products multiplied together (each raised to the
power of the number of molecules in the reaction)
over reactants (also raised to the power of the
number of molecules)
Persamaan Pertukaran Kation
Persamaan dapat disusun kembali menjadi :
[AlX]2
[Al3+]2
------------- = Ks -------------------[CaX]3
[Ca2+]3
Kedua sisi persamaan dibyulatkan untuk mengeliminir
“pangkat pecahan”.
Ini setara dengan persamaan Gaines-Thomas Equation)
Persamaan Gaines-Thomas merupakan salah satu
persamaan untuk memodel penggantian Al3+ pada kompleks
pertukaran oleh Ca+ dalam proses pengapuran (analogi
dengan kesetimbangan kimia, hasil kali konsentrasi reaktan :
{XCa } (Al
{XAl } (Ca
2
3
3
3
3
)
2 3
)
2
X = fraksi tukar, ekuivalen
( ) = aktivitas fase larutan, moles L-1
Kgt = koefisien selektivitas (konstante)
 K gt
Peningkatan (Ca2+) akibat pengapuran akan
menghasilkan:
1) Peningkatan XCa2+, yg selanjutnya mengurangi
XAl3+ atau
2) Menurunkan (Al3+)
kalau Kgt tetap kostan :
{XCa } (Al
{XAl } (Ca
2
3
3
3
3
)
2 3
)
2
 K gt
Oleh karena itu, aksi massa secara total dapat
diprediksi dengan model pertukaran kation.
Persamaan pertukaran kation juga memprediksi
perubahan “disproportionate” dalam larutan tanah
Al3+ relatif terhadap Ca2+:
Al  
3
K gt 
XAl Ca 
3/ 2
2
 XCa 
3
2 3 / 2
Sehingga, (Al3+): (1) menurun sebesar
XCa2+pangkat 3/2,
(Ca2+) pangkat 3/2
tetapi (2) meningkat sebesar
Pada jangka pendek, XAl3+ dan XCa2+ relatif konstan
(perubahannya lambat). Sehingga:
Al   K ' Ca 
2 3 / 2
3
Dimana:
K'
K gt{XAl
2
3
{XCa }
}
3/ 2
 constant
Perubahan (Al3+) sebesar pangkat 3/2 dari (Ca2+) dalam
waktu singkat tanpa perubahan larutan tanah itu sendiri.
Persamaan lain untuk Pertukaran Kation:
Gaines-Thomas, Gapon, Vaneslow
Misalnya: Pertukaran Ca – Al
(Sumber: Reuss, 1983)
Hubungan untuk sistem pertukaran Ca-Al dinyatakan sbb:
Tanah Saline dan Sodik
1. Saline: Kadar garam tinggi, potensial
osmotik tinggi, tanaman sulit menyerap air
dari tanah ini.
2. Sodik: persentase Na-tukar yang tinggi
(ESP) (>15%).
3. Saline-Sodic: Mempunyai kedua ciri-ciri
tersebut
Tanah-tanah Saline dan Sodik
Persentase Na-tukar, Exchangeable Sodium Percentage
(ESP): Ukuran sodisitas dari fase pertukaran tanah (unitnya
cmolc kg-1)

Na
ESP 
CEC
Tanah-tanah sodik seringkali bersifat alkalin, kation tukar Al3+
dan H+ dapat diabaikan, sehingga:


Na
Na
ESP 
 2
CEC Ca  Mg 2  K   Na 
Tanah-tanah Saline dan Sodik
Sodium Activity Ratio (SAR): Ukuran sodisitas dari larutan.
Kalau satuannya mole L-1:
Kalau satuannya mole muatan (molc L-1):
SAR diturunkan dari persamaan Gapon
Q=
XM2+ (Na+)
XNa+ (M2+)1/2
Dimana X = penukar, M2+ = (Ca2+ + Mg2+)
Sehingga kalau Ca2+ dan Mg2+ mendominasi
penukar , maka
SAR ≈ (Q)( XNa+/XM2+) = (Q )(ESP)
SAR:
Pada tanah-tanah sodik, permeabilitas sangat
rendah karena Na+ menyebabkan koloid liat saling
menempel dan merapat sehingga infiltrasi dan
porositas tanah snagat rendah
SAR >13:
Clays repel each other and
line up
Poor aeration, infiltration
Sodic soils
SAR <13:
Clays attract each other and
stack on end
Good aeration, infiltration
Tanah-tanah Sodik mudah diperbaiki dnegan gipsum
CaSO4
-
..Na+
[Ca2+]
..Na+
Larut dalam larutan tanah
2+
..Ca
-
Liat bermuatan negatif
XNa
2
+
+ Ca2+ 
XCa
X = dapat ditukar
2+
+ 2Na+
[Na+]
[Na+]
Kimia Larutan Tanah
Anion utama dalam larutan tanah:
1.
2.
3.
4.
Khloride: garam laut
Sulfat: Garam laut, deposisi atmosfir, pyrit
Bicarbonat: udara tanah CO2
Nitrat: nitrificasi, polusi udara, pupuk, fiksasi N
(hanya pada beberapa kasus)
5. Ortho-P: tidak penting dalam moles L-1, tetapi
hara esensial sangat penting
Kimia Larutan Tanah
Kation utama dalam larutan tanah:
1.
2.
3.
4.
5.
Sodium: garam laut, mineral (bukan penukar)
Potassium: mineral, penukar
Calcium: mineral, penukar
Magnesium: minerals, penukar
Aluminum: hanya pada tanah masam;
penukar
Kimia Larutan Tanah
Si dilepaskan pada pelapukan mineral, tetapi
netral sebagai asam silikat :
MIsalnya, pelapukan albite melepaskan ion
aluminum dan asam silikat:
NaAlSi3O8 + 6H20 + 2 H+  Na+ + Al(OH)2+ +
3Si(OH)4 + 2 H20
Model Mobilitas Anion :
Prediksi konsentrasi total kation dalam larutan tanah
1. Kation berinteraksi dnegan kation lainnya melalui
reaksi pertukaran kation, dan perubahan
proporsional individu kation dalam larutan tanah
tergantung pada total konsentrasi kation larutan
tanah
2. Apa yg mengendalikan konsnetrasi kation dalam
larutan tanah?
3. Satu model semi-empirik yg bagus adalah Model
Mobilitas Anion: Total kation harus diimbangi
dengan total anion dalam larutan tanah (atau
larutan lain) atas dasar setara (ekuivalen) muatan:
∑ cations = ∑ anions dalam satuan eq L-1 (sama
dengan satuan SI, molc L-1)
Kation dan anion utama dalam larutan tanah:
H+ + Al3+ + Na+ + K+ + Ca2+ + Mg2+ =
HCO3- + SO42- + Cl- +NO3- + H2PO4Kadangkala juga ada NH4+, CO3-, HPO42-
Misalkan persamaan pertukaran kation dalam moles L-1;
untuk menyeimbangkan muatan, kita harus
mengkonversi cations dan anions menjadi mole
muatan, molec L-1; Ini snagat sederhana:
molc L-1 = (mol L-1) (valensi)
Misalnya:
Al3+ molc L-1 ( Al3+ mol L-1) X 3
K+ molc L-1 = (K+ mol L-1) x 1
Ca2+ molc L-1 = (Ca2+ mol L-1) x 2
Apa yg mengendalikan konsentrasi anion dalam larutan
tanah?
Anion-anion tersebut adalah:
1. HCO3- : Tekanan parsial CO2 dalam udara tanah dan pH
2. SO42- : terutama oleh penjerapan, sangat dipengaruhi
pH
3. Cl- : input dan ET, tidak ada interaksi kimiawi tanah
atau biologi tanah yg penting (a good tracer for water)
4. NO3- : nitrifikasi dan serapan biologis, penjerapan
minimal
5. H2PO4- : penjerapan, pengendapat dengan Ca pada
kondisi pH tinggi, penyerapan biologis
Kontrol anion HCO3- dan CO32Kh
K1
K2
CO2 + H2O -----> H2CO3 ----> HCO3- + H+ ---- CO32- + H+
H 2CO3  K h pCO2 




  

HCO  H 
3 

 K1
H 2 CO3







2



CO
  H 
3 

 K2
HCO 3


Eq 1
Eq 2
Eq 3
pCO2 = tekanan partial CO2 dalam udara tanah
Kh = Konstante hukum Henry
K1 dan K2 = konstante kesetimbangan
H2CO3* = gas CO2 yg larut + H2CO3 , menurut konvensi
Kontrol anion HCO3- dan CO32Kh
K1
K2
Percent of total carbonate species
CO2 + H2O -----> H2CO3 ----> HCO3- + H+ ---- CO32- + H+
1. CO32- relatif tidak penting hingga pH > 8
2. HCO3- penting dari pH 5 hingga pH 9 (biasanya dominan pada
kondisi pH lebih besar dari 5)
Kontrol anion HCO3- dan CO32Kh
K1
K2
CO2 + H2O -----> H2CO3 ----> HCO3- + H+ ---- CO32- + H+
Menyelesaikan persamaan 1 dan 2 untuk HCO3-:




K K pCO 2 
1 h
HCO  
3
H








 

 






 
HCO3- dalam larutan tanah dikendalikan oleh tekanan
partial CO2 dalam udara tanah dan pH. Oleh karena itu,
perkalian (K1)(Kh) relatif konstan dengan temperature
karena K1 meningkat dnegan suhu dan Kh menurun
dengan suhu.
Faktor pengendali SO42- dan ortho-P
Biological uptake by plants and microbes (usually more
important for ortho-P than for SO42-)
Jerapan anion dalam tanah
•Jerapan non-spesifik:
• Pertukaran kation Fe, permukaan oksida hidrous Al
• Sangat tergantung pH
• Lemah, melibatkan NO3-, ClJerapan spesifik :
• Pertukaran ligand (dengan OH-)
• Sangat kuat, dapat “memfiksasi” Ortho-P atau SO42-
Apakah itu ortho-P?
Disolusi asam fosfat (asam lemah)
H3PO4  H2PO4- + H+
H2PO4-  HPO42- + H+
HPO4-  PO43- + H+
Bentuk fosfat merupakan fungsi pH dan dapat dengan mudah berubah;
sehingga didefinisikan:
Ortho-P = H2PO4- + HPO42- + PO43-
Kelarutan Ortho-P juga sangat dikontrol oleh pengendapan
dengan Ca2+ pada kondisi pH tinggi
Sidebar on P:
Kalau tanah melapuk, bentuk P berubah secara sistematis
Jerapan Anion
Oksida hidrous Fe dan Al
bersifat amfoter : dapat
bermuatan positive, zero,
atau negative tergantung
pada pH
Kondisi pH dimana tidak ada
muatan disebut titik NOL
muatan (point of zero
charge, PZC).
Titik nol muatan pada oksida
hidrous Fe, Al dan allophane
adalah pH 8 - 9, sehingga
mereka biasanya betindak
sebagai penukar anion
From Johnson and Cole, 1980
Jerapan Specifik : Ikatan dnegan oksida hidrous Fe dan Al, kadangkala
sangat kuat sehingga ortho-P yg terjerap tidak dapat lepas
Jerapan Non-specifik : Diikat dengan lemah, seperti kation-tukar
Non-specific
Adsorption
Sangat tergantung
pH
OH
+
2
Al
Cl -
OH
Al
OH
Low pH (protonated,
anion exchange site)
O
-
K +
Al
OH
Zero Point of Charge
OH
High pH (depronotated,
cation exchange site)
Jerapan Anion
1. Ortho-P dan SO42- memasuki jerapan spesifik
2. NO3- dan Cl- tidak
3. Urutan umum tarikan anion kepada tapak jerapan
tanah adalah: ortho-P > SO42- > NO3- = Cl4. Tidak ada pertukaran anion seperti pada pertukaran
kation;
5. Ortho-P akan menggantikan SO42-, tetapi tidak dapat
sebaliknya
6. NO3- dan Cl- mungkin dapat saling menukar, tetapi
tidak dapat menggantikan SO42- atau ortho-P
Jerapan Anion: Penyerap yg buruk
1. Kontrol pada NO3- : biasanya nitrifikasi dan serapan
biologis (oleh microba dan tanaman).
2. Kontrol pada Cl-: : sesungguhnya nol, mobil secara
lengkap. Sehingga dapat menjadi “tracer” untuk air.
3. Hanya sedikit pada tanah-tanah tropis yg kaya
oksida hidrous Fe dan Al, atau tanah Andisol adalah
faktor penjerapan untuk anion.
Kemasaman Tanah
Kontribusi kation tukar Al3+ dan H+ .
Al3+ berfungsi sebagai asam:
Al3+ + H2O ---------> Al(OH)2+ + H+
Kation tukar H+ pd mineral liat “berumur singkat”, dan cepat digantikan
oleh Al3+ dari dalam lapisan oktahedra.
Kemasaman aktif : kemasaman yg segera dilepaskan ke dalam larutan
tanah (pH tanah)
Kemasaman Potential termasuk semua H+ pada tapak jerapan yg
tergantung pH.
Kemasaman aktif (pH)
+ Kemasaman Potential: (kation tukar. Al3+ + H+, anion jerap.
SO42-)
= Kemasaman total
Kemasaman Tanah
Kemasaman
Potensial
Buffering
Kemasam
an Aktif
Kemasaman total pd fase padatan > 10,000 x larutan tanah
Keseimbangahn antara fase padatan dan larutan tergantung pada:
1. Konsnetrasi garam larutan tanah (pH biasanya lebih rendah dalam
garam daripada dalam air)
2. Jumlah total asam-asam yg ada (seringkali ditentukan oleh
kandungan BOT)
3. Derajat disosiasi asam-asam tanah (Binkley)
4. Kekuatan asam fase padatan (Binkley)
Sumber alamiah asam dalam tanah
1. Pencucian
a). Asam karbonat:
CO2 + H2O ------------> H2CO3 ---------> HCO3- + H+
X
K+ + H+ ----------> X H+ + K+
____________________________________________________________
CO2 + H2O X K+ ------------> X H+ + K+ HCO3-
X = fase (tapak) pertukaran
Kation basa (mis. K+) tercuci bersama bikarbonat
dan tanah menjadi semakin masam.
Sumber alamiah asam dalam tanah
1. Pencucian
b). Asam-asam organik:
R-OH ---------------------> RO- + H+
X K+ + H+ ----------> X H+ + K+
____________________________________________________________
R-OH + X K+ ------------> X H+ + K+ RO-
Anion organik biasanya kurang mobil dan terjerap di
horison B.
Asam organik juga dapat mengkhelat kation tidak larut
seperti Fe dan mencucinya ( terutama pada Spodosols)
Sumber alamiah asam dalam tanah
1. Pencucian
c). Nitrifikasi dan pencucian nitrat
2NH4+ + 4O2 --------> 2H+ + 2NO3- + 2H2O
2X K+ + H+ ----------> 2X H+ + 2K+
____________________________________________________________
2NH4+ + 4O2 + 2X K+ --------> 2X H+ + 2K+ + 2NO3Garam nitrat tercuci ke luar tanah dan tanah menjadi
semakin masam.
Sumber alamiah asam dalam tanah
2. Penyerapan oleh vegetasi (tumbuhan)
Akar menyerap kation, larutan tanah kelebihan anion
dan akar mengeluarkan H+
Kalau NH4+ diserap oleh akar
tumbuhan, terjadi efek
pengasaman tanah karena
kesetimbangan muatan condong
ke arah kation
H+
Kalau NO3- diserap akar, efek
pengasaman lebih sedikit atau
bahkan zero karena kation dan
anion hampir setimbang
H+
Ca2+, Mg2+
K+, NH4+
SO42-, NO3-,ortho-P
Ca2+, Mg2+
K+, NH4+
SO42-, NO3-,ortho-P
Sumber alamiah asam dalam tanah
3. Pembentukan Humus
Tidak menyebabkan pengurangan kation-tukar basa kalau
terjadi pencucian dan penyerapan oleh akar.
Menambah kemasaman potensial dan KTK tergantungpH ke dalam tanah
OH
COOH
pH rendah
O-
COO-
K+
2H+
1/2Ca2+
pH lebih tinggi
NH4+
Deposisi H+
NO3-
SO4=
Pencucian
daun
Serapan
pohon
Serapan
pohon
Serapan
pohon
Serapan
organisme
tanah
Jerapan anion
SO4=
Serapan
pohon
Nitrifikasi
Pembentukan asam karbonat
Pembentukan asam organik
Pencucian
Serapan
organisme
tanah
Proses Mitigasi akibat pengasaman tanah
•Perakaran yg dalam dan daur-ulang oleh vegetasi
•Input kation basa atmosfir
•Pelapukan tanah:
•Proses mitigasi belum dipahami secara tuntas
•Sulit pengukurannya
Efek kemasaman pada vegetasi
Ketersediaan hara akibat pengasaman tanah
1. Ketersediaan lebih rendah Ca, Mg, dan K
2. Ketersediaan dapat lebih rendah P karena
adanya penjerapan
3. Ketersediaan lebih besar Fe
Efek Al :
1. Toksik bagi akar beberapa jenis tumbuhan
2. Dibutuhkan oleh jenis tanaman tertentu (mis. Tanaman
Teh) .
3. Generalisasi efek positif dan negatif dari pengasaman
tanah sulit dilakukan.
Oksidasi dan Reduksi
1. Oksidasi : Kehilangan elektron (ada
O2)
2. Reduksi: Penambahan elektron
(tidak ada O2)
Oksidasi dan Reduksi
Potensial Redoks:
Dapat dinyatakan sebagai "Eh" atau "pe + pH".
Eh: voltage di antara elektroda platinum dalam tanah
dan elektrode baku hidrogen
• Eh rendah: Kondisi reduksi
• Eh tinggi : Kondisi oksidasi
Eh meningkat kalau pH menurun:
1. Sehingga kadangkala lebih disenangi (pe + pH)
sebagai ukuran potensial redoks
2. Kalau pe = - log (aktivitas elektron)
3. Eh (millivolts) = 59.2 x pe
Reaksi oksidasi-reduksi yg penting dalam tanah
1. Oksidasi Pyrite
4FeS2 + 15O2 + 8H2O -------> 2Fe2O3 + 4O2 + 16H + + 8SO42Thiobaccilus thioxidans
2. Oksidasi unsur S (dipakai untuk mengasamkan tanah):
2S + 3O2 + 2H2O -------> 2H+ + SO42-
Thiobaccilus thioxidans
3. Reduksi Sulfate (anaerobik):
SO42- + 4H2 -------> S2- + 4H2O
Desulfovibrio desulfuricans
Reaksi oksidasi-reduksi dalam tanah
4. Oksidasi ferro (Fe2+) dan mangano (Mn2+):
2XFe2+ + 1/2O2 + 5H2O ------> 4XH+ + 2Fe(OH)3
2XMn2+ + 1/2O2 + 5H2O ------> 4XH+ + 2Mn(OH)3
X = tapak pertukaran kation (tapak jerapan)
5. Reduksi Besi:
Terjadi pada kondisi tanah tergenang dan besi menjadi
lebih tersedia bagi tanaman. Hal ini meningkatkan pH.
Fe(OH)3 + e- + H+ -----> + Fe(OH)2 + H2O
Reaksi pengendapan dalam tanah kering
1. Kalsium karbonat
Hal ini dapat membentuk lapisan caliche dalam tanah-tanah
kering:
Ca2++ 2HCO3- ----> CaCO3(solid) + H2O + CO2(gas)
2. Gipsum:
Ca2+ + SO42- -----> CaSO4(solid)
•Gipsum lebih melarut daripada kalsit
•Sehingga tidak ada lapisan gypsum di bawah lapisan caliche
(kalsit) dalam profil tanah prairie.
3. Ca-fosfat.
Penjerapan = Adsorption
Penjerapan mencerminkan
kemampuan suatu obyek (tanah)
untuk menarik dan mengikat
partikel pada permukaannya.
+
-
• Partikel padatan tanah
mempunyai kemampuan
menjerap
– Air
– Hara dan bahan kimia lainnya
• Penjerap utama dalam tanah
– Liat
– Bahan organik
Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences
PENJERAPAN & PENYERAPAN
Absorption (Penyerapan):
Merupakan proses dimana satu material ditarik memasuki
material lainnya, seperti air meresap masuk ke dalam sponge.
Adsorption (Penjerapan) :
Proses dalam tanah yang menahan (mengikat) unsur hara dan
bahan kimia lainnya. Adsorpsi mencerminkan kemampuan
permukaan padatan untuk menarik dan mengikat material lain
pada permukaannya. Misalnya logam tertarik dan melekat di
permukaan magnit.
Partikel yg diikat dnegan adsorpsi juga dapat lepas kembali,
proses adsorpsi bersifat bolak-balik.
Partikel padatan tanah mempunyai kemampuan “menjerap” air,
hara dan bahan kimia lainnya.
Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences
Luas Permukaan Liat
¼ cup
¼ cangkir liat mempunyai luas permukaan
lebih besar dari lapangan bola
Luasnya permukaan liat
memungkinkannya untuk:
• Menjerap banyak air
• Menahan hara
• Melekat pada partikel lainnya
Mineral liat pipih –
berlapis-lapis
Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences
LUAS PERMUKAAN PARTIKEL KOLOID TANAH
Liat dan BOT
merupakan
penjerap yg bagus:
Pori mikro dan luas
permukaannya
Liat bentuknya pipih dan
berlapis-lapis (lembarlembaran) , permukaannya
sangat luas
Liat mampu menjerap banyak
molekul air dan molekul (ion)
hara)
Partikel liat cenderung untuk menempel satu-sama
lain (lapisan-lapis atau lembar-lembaran) dan
menempel pada partikel tanah lainnya.
Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences
Sifat-sifat Liat Tanah
Partikel liat bertumpuk berlapis-lapis
Setiap lapis (lembaran)
terpisah satu sama lain pada
kedua sisi permukaannya.
Setiap lembaran mempunyai
muatan negatif di
permukaannya.
Muatan negatif ini harus
diimbangi oleh kation yg
bermuatan positif.
1/20,000 inhi
Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences
KARAKTERISTIK
Liat tanah tipe
berlapis
Sejumlah lapisan
atau lembaran
saling menempel
berdekatan
LIAT TANAH
Setiap lembaran dipisahkan satu sala
lain oleh kedua sisi permukaannya.
Struktur berlapis ini mengakibatkan
luas permukaan liat sangat besar
Permukaan lembaran liat ini
dapat menahan selimut air.
Sebagian air ini masih
tersedia bagi tanaman
Struktur seperti ini memungkinkan tanah
menyimpan banyak air tersedia bagi tanaman.
Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences
KARAKTERISTIK
Lembaran liat
tersusun atas
kristal yg
mengandung
O, Si dan Al.
LIAT TANAH
Pada saat
pembentukan lembaran
liat, sejumlah Al dapat
menggantikan posisi Si
dalam kristal
Penggantian Si
oleh Al ini
mengakibatkan
muatan negatif di
permukaan
lembaran liat
Muatan negatif pada permukaan Lembaran liat
ini dapat menarik kation-kation.
Jumlah muatan negatif pd permukaan liat yg dapat menarik
kation ini disebut “Cation Exchange Capacity” (CEC) atau
Kapasitas Tukar Kation (KTK)
Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences
Retensi Kation pada Liat Tanah
Calcium, +2
Magnesium, +2
Potassium, +1
Ammonium, +1
Sodium, +1
Copper, +2
Aluminum, +3
Hydrogen, +1
Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences
Retensi Kation pada Liat Tanah
Kation dalam
larutan tanah dapat
ditarik oleh
permukaan liat yg
bermuatan negatif
Kation yang diikat pada permukaan liat
ini (Kation-jerap) tidak dapat tercuci,
tetapi masih dapat diserap oleh akar
tanaman
Kation yang diikat pada permukaan
liat ini dapat ditukar oleh kation lain yg
ada dalam larutan tanah
(Pertukaran kation)
Dalam beberapa jenis liat, K+ dan NH4+ dapat diikat sangat kuat di
antara lembaran-lembaran liat, sehingga “difiksasi” dan tidak mudah
dilepaskan kembali.
Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences
Retensi Kation pada Bahan Organik
Hydrogen
Hara
Peningkatan pH
Meningkatkan KTK
bahan organik
pH = 4 - 5
(tanah masam)
Tanah netral pH = 7
Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences
BAHAN ORGANIK TANAH:
. Stable soil organic matter is made up of large complex organic molecules that
are resistant to further attack from soil microbes. Pieces of soil organic matter
appear like coiled, twisted strands. This material coats particles of silt and clay
and helps to hold clay and silt together in soil aggregates. The coiled structure
also gives organic matter a very large surface area.
Soil organic matter is also like a sponge. It can soak up large amounts of water
and store it for plants to use.
Soil organic matter has a very high cation exchange capacity. Unlike many
layer clays, the cation exchage capacity of organic matter changes as soil pH
changes. As soil pH decreases (becomes more acid) more and more hydrogen
cations stick to organic matter. At low pH this hydrogen is held very tightly and
will not exchange with nutrients or other elements. As soil pH increases the
hydrogen is held less strongly and readily exchanges with other nutrient and
trace element cations like calcium, magnesium, potassium, and sodium. These
cations will also exchange with each other at near neutral pH.
Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences
KAPASITAS TUKAR KATION (KTK)
• KTK mencerminkan jumlah
total kation yang dapat
ditahan oleh tanah dalam
bentuk kation-tukar
• Semakin tinggi KTK ,
semakin besar kemampuan
tanah menyimpan kation
hara
• KTK tanah meningkat
kalau:
– Jumlah liat bertambah
– Jumlah BOT meningkat
– pH tanah naik
Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences
KAPASITAS TUKAR KATION (KTK)
BOT merupakan
penyumbang
utama KTK
tanah.
KTK mencerminkan
jumlahtotal kation yg dapat
ditahan oleh tanah
Semakin tinggi KTK, tanah semakin mampu menahan
hara dalam bentuk tersedia bagi tanaman .
KTK tanah tergantung pada :
• Tipe dan jumlah liat dalam tganah,
• Jumlah bahan organik tanah
• Nilai pH tanah.
Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences
Retensi Fosfat dalam Tanah
Pembentukan material padatan baru
+
Phosphate
Padatan aluminium fosfat
Aluminum
Pertukaran anion
Phosphate
Tapak muatan
positif pada
permukaan liat
Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences
Retensi Fosfat dalam Tanah
Anion fosfat ditahan dengan kuatnya oleh aprtikel
tanah. Ada beberapa cara pengikatan anion fosfat
dalam tanah.
Fosfat dalam pupuk komersial
bersifat sangat larut, tetapi
kalau diaplikaiskan ke tanah ia
akan bereaksi dengan kation yg
ada dalam larutan tanah
membentuk bahan padatan
baru (mineral).
Reaksi seperti ini dapat terjadi
dengan kation aluminum, iron,
dan manganese.
Beberapa jenis liat tanah
mempunyai muatan negatif di
permukaannya, terutama pada
bagian tepian patahan
lembaran liat. Anion fosfat
dapat ditarik ke tapak-tapak
muatan positif ini.
Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences
Retensi Fosfat dalam Tanah
Penjerapan pada permukaan oksida
Ikatan kimia
Permukaan oksida besi
Anion fosfat :
Masing-masing diikat
oleh dua ikatan kimia
ke permukaan oksida
besi
Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences
. Retensi Fosfat dalam Tanah
Oksidaoksida Al
dan Fe
Oksida-oksida Fe
Kemerahan
Kadang menyelimuti
partikel liat
Fosfat diikat dengan kuat oleh permukaan oksidaoksida ini
Fosfat bereaksi secara kimiawi dengan permukaan
noksida ini dan diikat dengan kuatnya oleh ikatan
kimia rangkap.
Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences
Retensi Nitrate (NO3-) dalam tanah
Tanaman
Nitrat ditahan oleh tanah dnegan
kekuatan yg lemah
• Nitrat tidak bereaksi membentuk
padatan
NO3-
• Nitrat tidak ditahan oleh
permukaan oksida
Kalau nitrat diserap oleh akar
tanaman , maka ia hilang dari
tanah
Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences
Nitrat dalam tanah
Nitrate is a very important form of nitrogen and is readily taken up by
plants. Nitrate, however, is very weakly held by soils. Unlike phosphate it
is very soluble and does not react with with other elements in soils to
form new solids. Nitrate also is not held by iron and aluminum oxide clay
surfaces. The only way nitrate is held in soils is by anion adsorption.
Nitrate is held very weakly by anion adsorption and most Pennsylvania
soils have very little anion adsorption capacity.
Therefore nitrate tends to remain in the soil solution. Any nitrate that is
not taken up by plants can very easily be leached from the soil as water
moves downward through the soil. The nitrate can then move into tile
lines and into streams, or downward into groundwater. To prevent nitrate
pollution of surface or groundwater it is important to carefully manage
nitrogen applications to crops.
Nitrogen in manures and in commercial fertilizers is readily converted to
nitrate.
Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences
Kesetimbangan hara dalam larutan tanah dengan kompleks jerapan dan
penyerapan oleh akar tanaman
Hara dalam larutgan
tanah
Kation
dapat tukar
Hara pada tapak jerapan liat dan
bahan organik tanah
Akar tanaman
Kation dan anion
larut
Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences
Kesetimbangan hara dalam larutan tanah dengan kompleks
jerapan dan penyerapan oleh akar tanaman
Unsur hara kation dan
anion dapat dijerap pada
permukaan koloid liat
dan bahan organik
Unsur hara kation dan
anion juga dapat larut
dalam larutan tanah
Kation - tukar
Anion - tukar
Kation - larut
Anion - larut
Kesetimbangan ion
Reaksi Pertukaran ion
Ketersediaan hara bagi tanaman
Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences
Kalau aplikasi hara ke tanah berlebihan, kemampuan tanah untuk
menjerap hara dapat terlampaui. Konsentrasi hara dalam larutan tanah
menjadi sangat tinggi. Hal ini memicu kehilangan hara melalui proses
pencucian , melalui runoff dan air drainage.
Hara dalam larutan
tanah
Plant
Root
Hara pada liat dan bahan
organik
Hara hilang dalam air
drainage
Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences
PENYERAPAN HARA OLEH TANAMAN
Akar tanaman
menyerap hara
dari larutan tanah,
dan akar
mengeluarkan ion
ke larutan tanah
Berkurangnya
konsentrasi hara larutan
tanah, memicu pelepasan
sejumlah ion dari tapak
jerapan memasuki larutan
tanah
Ion-ion hara yang terikat pada tapak-tapak jerapan
koloid tanah berfungsi sebagai “gudang” hara
tersedia, menghindarkan pencucian hara dan
kehilangan hara melalui air runoff.
Sumber: Richard Stehouwer, Department of Agronomy , PENNSTATE, College of Agricultural Sciences