ni quw publish tugas2 n laporan2 kul quw..
mg brguna bwt sp ajja yaa..
^_^
Sabtu, 27 Juni 2009
I. JUDUL PERCOBAAN
PENETAPAN Nitrogen TOTAL TANAH (METODE KJEDAHL)
II. TUJUAN PERCOBAAN
Untuk mengetahui berapa banyak kandungan nitrogen di dalam tanah,
III. DASAR TEORI
A. NITROGEN
Nitrogen atau Zat lemas adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang N dan nomor atom 7. Biasanya ditemukan sebagai gas tanpa warna, tanpa bau, tanpa rasa dan merupakan gas diatomik bukan logam yang stabil, sangat sulit bereaksi dengan unsur atau senyawa lainnya. Dinamakan zat lemas karena zat ini bersifat malas, tidak aktif bereaksi dengan unsur lainnya.
Nitrogen adalah 78,08% persen dari atmosfir Bumi dan terdapat dalam banyak jaringan hidup. Zat lemas membentuk banyak senyawa penting seperti asam amino, amoniak, asam nitrat, dan sianida.
Nitrogen adalah zat non logam, dengan elektronegatifitas 3.0. Mempunyai 5 elektron di kulit terluarnya. Oleh karena itu trivalen dalam sebagian besar senyawa. Nitrogen mengembun pada suhu 77K (-196oC) pada tekanan atmosfir dan membeku pada suhu 63K (-210oC).
Nitrogen merupakan unsur kunci dalam asam amino dan asam nukleat, dan ini menjadikan nitrogen penting bagi semua kehidupan. Protein disusun dari asam-asam amino, sementara asam nukleat menjadi salah satu komponen pembentuk DNA dan RNA. Polong-polongan, seperti kedelai, mampu menangkap nitrogen secara langsung dari atmosfer karena bersimbiosis dengan bakteri bintil akar (Anonim 1; 2009)
Kita hidup dalam lautan nitrogen, meskipun demikian penyediaan makanan untuk kehidupan manusia dan hewan-hewan lainnya lebih dibatasi oleh nitrogen daripada unsur-unsur lainnya. Atmosfer terdiri dari 79% nitrogen ( berdasarkan volume) sebagai gas padat N2 yang tidak bereaki dengan unsur lainnya untuk menghasilkan suatu bentuk nitrogen yang dapat digunakan pleh sebagian besar tanaman. Peningkatan penyediaan nitrogen tanah untuk tamnaman terdiri terutama dari meningkatnya jumlah pengikatan nitrogen secara biologis atau penambahan pupuk nitrogen. Hal ini kelihatannya seolah-olah bertentangan dimana unsur hara yang diabsorbsi dari tanah dalam jumlah terbesar oleh tanaman adlah unsur hara yang sebagian besar sangat terbatas penyediaanya.
Bersama unsur fosfor (P) dan kalium (K), nitogen (N) merupakan unsur hara yang mutlak dibutuhkan oleh tanaman. Bahan tanaman kering mengandung sekitar 2 sampai 4 % N; jauh lebih rendah dari kandungan C yang berkisar 40 %. Namun hara N merupakan komponen protein (asam amino) dan khlorofil. Bentuk ion yang diserap oleh tanaman umumnya dalam bentuk NO3¯ dan NH4+ bagi tanaman padi sawah (Russell, 1973).
Begitu besarnya peranan N bagi tanaman, maka penyediaannya sangat diperhatikan sekali oleh para petani. Surnber N utama tanah adalah dari bahan organik melalui proses mineralisasi NH4+ dan NO3¯. Selain itu N dapat juga bersumber dan atmosfir (78 % NV melalui curah hujan (8 -10 % N tanah), penambatan (fiksasi) oleh mikroorganisme tanah baik secara sembiosis dengan tanaman maupun hidup bebas. Walaupun sumber ini cukup banyak secara alami, namun untuk memenuhi kebutuhan tanaman maka diberikan secara sengaja dalam bentuk pupuk, seperti Urea, ZA, dan sebagainya maupun dalam bentuk pupuk kandang ataupun pupuk hijau (Sanchez, 1976: Megel dan Kirkby, 1982).
Sumber utama nitrogen di alam adalah N2 atmosfer yang menempati 78% dari volume total udara. Walaupun tersedia melimpah namun N atmosfer ini terdapat dalam bentuk ikatan kovelen rangkap 3 yang bersifat sangat stabil dan inert. Meskipun tanaman dapat menyerap sejumlah N dari atmosphere melalui dedaunan, tetapi sebagian besar kebutuhan tanaman akan nitrogen dipenuhi dari perakaran di dalam tanah yang diperoleh dalam bentuk nitrat dan ammonium. Dibawah kondisi normal, N masuk dalam lingkungan tanah sebagai hasil dari penambatan biologi dan atau decomposisi dari hewan atau residu tanaman. Sebagian besar dari N dalam tanah terdapat dalam bentuk bahan organic, dimana bersifat relative stabil dan tidak tersedia secara langsung untuk tanaman. Oleh karena itu agar dapat diasimilasi oleh tumbuhan tingkat tinggi maka N2 atmosfer harus di transformasikan ke dalam bentuk yang dapat diserap oleh tumbuhan yaitu NH4+ dan NO3-.
Nitrogen dapat dikatakan sebagai salah satu unsur hara yang bermuatan. Selain sangat mutlak di butuhkan , ia dengan mudah dapat hilang atau menjadi tidak tersedia bagi tanaman. Ketidak tersediaan N dari dalam tanah dapat melalui proses pencucian/terlindi (leaching) NO3¯ , denitrifikasi NO3¯ menjadi N2, volatilisasi NH4+ menjadi NH3, terfiksasi oleh mineralliat atau dikonsumsi oleh mikroorganisme tanah. Bentuk NO3- lah yang selalu terlindi dan mudah larut, maka dikaji pergerakannya ke permukaan akar agar tidak hilang sehingga merupakan suatu usaha ke arab efisiensi pemupukan.
Nilai prosentase nitrogen dalam tanah dikelompokkan dalam lima kategori berikut:(1) sangat rendah untuk N(%) <0,10,
(2) rendah untuk N(%) berkisar antara 0,10 s/d 0,20,
(3) sedang untuk N(%) berkisar antara 0,21 s/d 0,50,
(4) tinggi untuk N(%) berkisar antara 0,51 s/d 0,75 dan
(5) sangat tinggi untuk N(%) lebih dari 0,75 (Hardjowigeno, 1987).
B. Siklus Nitrogen Tanah
Selama jutaan tahun pertama Sejarah Dunia, sejumlah besar nitrogen yang direduksi dibebaskan ke dalam atmosfir dari dalam tanah. Tanaman-tanaman hijau yang menghasilkan oksigen lambat laun dan mikroorganisme meng-oksidasi nitrogen menjadi gas N2; atmosfer dibentuk semacam itu seperti yang dijumpa saat ini. Atmosfir sekarang mengandung 99% nitrogen yang mengalir dalam siklus nitrogen di bumi.
N2 atmosfir dicirikan oleh suatu tiga ikatan atom-atom nitrogen yang sangat tahan terhapad reaksi dengan unsur-unsur lainnya. Tanaman-tanaman tinggi mampu menggunakan N2. proses konversi N2 menjadi bentuk-bentuk yang dapat digunakan tanaman berpembuluh adalah fiksasi nitrogen. Fiksasi nitrogen disebabkan oleh mikroorganisme ( terutama bakteri dalam tanah dan lagae adalam air) dan peristiwa atmosfir tertentu, termasuk kilat. Bakteri denitifikasi dalam tanah mengubah nitrogen tanah yang tersedia kembali menjadi N2 dalam proses yang disebut denitrifikasi. Dua proses diatas, fiksasi dan denitrifikasi kira-kira sama dan bertanggungjawab pada keseimbangan semua antara nitrogen dan atmosfir dan nitrogen dalam tanah dan lautan.
Suatu sub siklus yang terdapat dalam tanah, meliputi nitrogen dalam bahan organic tanah dan organisme-organisme tanah yang terdiri dari proses-proses 2, 3, dan 4. Mineralisasi nitrogen organic berakibat dalam ketersediaan nitrogen seperti ammonium (NH4+). Nitrifikasi menghasilkan nitrogen tersedia seperti nitrat ( NO3-). Imobilisasi, pengambilan nitrogen oleh akar dan mikroorganisme, menggabungkan nitrogen kembali ke dalam bentuk organic (Foth, 1998).
Dari empat belas unsur esensial yang diperoleh tanaman dari tanah, enam diantaranya digunakan dalam jumlah yang relative besar; karena itu unsur inilah yang pertama-tama mendapat perhatian. Unsur tersebut ialah nitrogen, fosfor, kalium, kalsium, magnesium dan sulfur. Karena digunakan oleh tanaman dalam jumlah relative besar, untuk mudahnya mereka disebut unsur hara makro.
Pertumbuhan tanaman dapat dihambat oleh unsur ini, karena tidak tersedia, atau tersedia terlalu lambat, atau karena ketiga batasan tersebut terdapat bersamaan. Hal ini kerap terjadi dalam hal nitrogen. Nitrogen, fosfor dan kalium biasanya diberikan kepada tanah sebagai pupuk alam dan sebagai pupuk buatan. Karena itu mereka kerap kali disebut unsur pupuk.
Nitrogen dan fosfor hampir selalu terdapat dalam jumlah perbandingan kecil dalam tanah mineral. Lagipula sebagian besar unsur ini setiap saat terdapat dalam bentuk persenyawaan fosfor yang relative tidak larut dalam tanah. Akibatnya unsur ini merugikan dua hal yang jumlahnya sedikit dan sangat sukar tersedia untuk tumbuhan.
Jumlah kalium seluruhnya biasanya banyak sekali, kecuali dalam tanah berpasir, berbeda dengan fosfor. Sedangkan fosfor mengalami dua rintanagan yang mana jumlahnya yang sangat sedikit dan sukar tersedia untuk tanaman tingkat tinggi (Buckman & Nyle, 1982)
Sebagaimana yang dikemukakan sebelumnya, bahwa larutan hara yang di dalam tanah bergerak melalui proses difusi dan aliran massa (konveksi). Walaupun mekanismenya berbeda, namun berlangsung secara bersama-sama. Besarnya kerapatan aliran (fluks) dari larutan (solute) dirumuskan (Hillel, 1980; Scotter dan
Tillman, 1991) :
J¡ =qCi . (l q l + Di)(∂Ci/∂z)
dimana: Ji = kerapatan aliran (fluks) larutan tanah (mol/m2/dt).
q = kerapatan aliran (fluks) air (dari persen Darcy) (mldt).
Ci = konsentrasi larutan tanah (mol/m3).
= koefisien dispersivitas (m).
Di = koefisien difusi molekuler (ionik) (m2/dt).
z = kedalaman tanah atau jarak (m).
Banyaknya suatu larutan tanah (solute) yang diangkut dalam suatu waktu menjadi
suatu persamaan kontinuitas, yaitu :
∂Mi/∂t=∂Ji/∂z
dimana: Mi = jumlah solute yang ada dalam unit volume.
t = waktu.
Pergerakan N di dalam tanah cukup sui it untuk diamati, karena adanya proses transformasi yang tidak dapat dikendalikan, seperti amonifikasi dan nitrifikasi (Nkurumah, et al. 1989). Walaupun demikian, beberapa literatur mengukur banyaknya N yang berpindah dalam suatu waktu. Bila pupuk Urea yang diberikan ke dalam tanah, maka oleh Wagenet dalam Tillman dan Scotter (1991) menjadi :
∂Mu/∂t = -∂Ju/∂z –kuMu
dimana: indeks u menunjukkan gimbal urea.
ku = besarnya konstanta hydrolisis urea (dt¯¹).
Proses berlanjut ke bentuk amonium, sehingga :
∂Ma/∂t = -∂Ja/∂z + kuMu . kaMa
dimana : indeks a untuk gimbal amonium
ka = besarnya konstanta nitrifikasi
Sedangkan untuk nitrat digunakan indek n :
∂Mn/∂t = -∂Jn/∂z + kaMa
Kekurangan unsure N menyebabkan pertumbuhan tanaman kedele terhambat dan kadar klorofil turun, sehingga tanaman pucat. Daun-daun sempit, gugur (mulai daun-daun tua) kemudian mati. Sekitar 50 % dari nitrogen didalam tanah berasal dari penambatan oleh rizobium. Tanah berkadar kurang dari 0,1 % N perlu dipupuk nitrogen, terutama waktu tanaman masih muda. Untuk daerah yang baru dibuka, sebelum ditanam, benih perlu dicampur dengan inokulum rizobium, misal legin.
Kelebihan nitrogen menyebabkan pertumbuhan tanaman terlalu subur dengan daun berwarna hijau tua dan perkembangan akar kurang baik. Bintil akarnya sedikit, nisban pucuk/akar besar. Hal ini menyebabkan ketidakseimbangan antara serapan air dan transpirasi, sehingga tanaman mudah layu. Terjadi gangguan diferensiasi sel pada titik tumbuh sehingga daun salah bentuk. Diantaranya tulang daun timbul warna kekuningan (Anonim 2; 2009)
Nitrogen terdapat di dalam tanah dalam bentuk organik dan anorganik. Bentuk-bentuk organik meliputi NH4+, NO3-, NO2-, NO2, NO dan unsur N. Juga terdapat bentuk lain yaitu hidroksi amin (NH2OH), tetapi bentuk ini merupakan bentuk antara, yaitu bentuk peralihan dari NH4+, menjadi NO2- dan bentuk ini tidak stabil (Hakim, dkk,1988).
Penyediaan ion dalam tanah dapat dipandang dari sudut mineral dengan masukan dan kehilangan dari ekosistem dan laju transfer diantara komponen sistem. Pendekatan ini berharga bagi nitrogen, dimana masukan karena curah hujan dan fiksasi serta kehilangan akibat pencucian dan denitrifikasi merupakan sebagian besar dari jumlah seluruhnya yang ada dengan siklus sistem tersebut. Untuk ion yang di absorbsi, masukan ini tidak berarti dibandingkan dengan dengan jumlah seluruhnya yang ada, termasuk kehilangana karena pencucian dalam tanah-tanah subur.
Siklus nitrogen adalah kompleks dan kompertemen organik merupakan bagian yang dominan, beberapa macam bakteri terlihat dalam pengubahan NH4+ menjadi NO3+ (Nitrobacter, Nitrosomonas, Nitrosococcus adalah yang paling penting), tetapi kedua bentuk itu dapat diambil oleh banyak tanaman dengan fasilitas yang sama.
Lebih penting lagi adalah produksi NH4+ yang dihasilkan dari bahan organik yang dibawa oleh bermacam-macam fungsi dan bakteri. Perombak dekomposisi ini juga membutuhkan N, tetapi jika bahan mempunyai kandungan N rendah, bahan itu akan dipesatukan ke dalam biomassa dan tidak dibebaskan, sampai penyediaan karbon berkurang ( Fitter dan Hay, 1991).
C. Beberapa Aplikasi Untuk Mempertahankan Ketersediaan Nitrogen
Bahan organik meningkatkan produktifitas tanah melalui mineralisasi zat-zat hara. Bahan organik mempunyai kapasitas tukar kation yang tinggi, daya ikat air yang tinggi dan mampu meningkatkan sifat fisik tanah.
Penambahan sebagian besar nitrogen secara alami ketanah ditambahkan melalui fiksasi biologis simbiotik dan non simbiotik seperti melalui penamaan tanaman leguminosa ( Tabel 1. ) dan pemberian Azolla ( Tabel 2. )
Bakteri Rhizobium yang hidup secara simbiotik pada bintil akar tanaman leguminosa memfiksasi nitrogen dengan enzim nitrogenase yang berkombinasi dengan molekul dinitrogen (N2).
Tabel 1 . Kondisi Fisika dan Kimia Tanah di Bawah Aplikasi Stylosanthes
dan Tanah Alami
Kondisi
Stylosanthes (selama 3 tahun)
Tanah Alami (lebih dari 3 tahun)
Kandungan N (g/kg)
1,14
0,87
CEC (cmol/kg)
3,24
2,22
Carbon Organik(g/kg)
4,31
2,70
Pulk Dencity (g/cm³ )
1,51
1,66
Total porositas (%)
43,10
37,40
Makro porositas (%)
42,10
36,40
Makro Organisme (%)
34 x 107
12 x 107
( Sumber : Tarawali dan Ikwuegbu, 1993 ).
Dari hasil penelitian Kriangsak (1986), pembenaman azolla menunjukan efektif sebagai sumber nitrogen untuk padi ditandai dengan hasil yang berbeda nyata masing-masing terdapat penumpukan dengan 70 kgN/ha dan kontrol. Diperkirakan dengan pemakaian Azolla memperoleh keuntungan tertinggi sebesar $ 367.08 (103,55 %) (Tabel 2. )
Tabel 2. Pengaruh Pemberian Azolla ( Azolla microphylla ) dan Pupuk N pada Produksi Tanaman Padi.
Perlakuan
Jlh. Biji Berisi
Jlh. Biji Hampa
Berat 1000 Biji (g)
Prod. Biji (ton/ha)
Prod. Jerami (ton/ha)
Control
55,22 a
15,76 a
23,47 c
3,11 a
1,29 b
70 kg N / ha
59,77 a
13,29 bc
24,63 b
3,52 b
1,73 a
5 t azolla/ha
66,18 a
13,82 b
25,41 ab
3,67 ab
1,39 a
10 t azolla/ha
70,98 a
12,08 bc
25,88 a
4,04 ab
1,61 a
15 t azolla/ha
75,55 a
11,75 c
26,00 a
4,11 a
1,74 a
Sumber : Kriangsak, 1986 ).
Nitrogen merupakan unsur yang diperlukan untuk membentuk senyawa penting di dalam sel, termasuk protein, DNA dan RNA. Tanaman harus mengekstraksi kebutuhan nitrogennya dari dalam tanah. Sumber nitrogen yang terdapat dalam tanah, makin lama makin tidak mencukupi kebutuhan tanaman, sehingga perlu diberikan pupuk sintetik yang merupakan sumber nitrogen untuk mempertinggi produksi. Keinginan menaikkan produksi tanaman untuk mencukupi kebutuhan pangan, berakibat diperlukannya pupuk dalam jumlah yang banyak. Industri pupuk yang ada belum dapat memenuhi kebutuhan pupuk yang semakin meningkat. Untuk itu perlu dicari pupuk nitrogen alternatif dan rekayasa gen hijau kelihatannya dapat memberikan harapan untuk memenuhi kebutuhan pupuk di masa yang akan datang (Anonim 3; 2009).
Udara yang menyelubungi bumi mengandung gas nitrogen sebanyak 80 %, sebahagian besar dalam bentuk N2 yang tidak dapat dimanfaatkan. Tanaman dan kebanyakan mikroba tidak mempunyai cara untuk mengikat nitrogen menjadi senyawa dalam selnya. Tanaman dan mikroba umumnya mendapatkan nitrogen dari senyawa seperti ammonium (NH4+) dan nitrat (NO3-). Untuk memanfaatkan nitrogen dalam bentuk gas, pakar bioteknologi memusatkan perhatiannya pada hubungan antara tanaman dengan jenis mikroba tertentu yang dapat menambat nitrogen dari udara dan menyusun atom nitrogen kedalam molekul ammonium, nitrat, atau senyawa lain yang dapat digunakan oleh tumbuhan (Prentis, 1984).
IV. ALAT DAN BAHAN
a. Alat
§ Labu Kjeldahl
§ Timbangan analitik
§ Pemanas listrik/ alat destruksi
§ Seperangkat alat destilasi
§ Buret
b. Bahan
§ H2SO4 pekat
§ Katalis = 100 gr k2SO4 + 10 gr CuSO4 + 2 gr Se, tumbuk dan aduk
§ NaOH 40% =400 gr/L
§ H3BO3 4% 40 gr/L (untuk melarutkan dengan air panas)
§ Indicator campuran metyl red 0.099 gr + 0.066 gr Bromkresol Green + 100 ml etanol
§ H2SO4 0,1 N = 2,8 ml/L standarisasi dengan NaOH 0,1 N
V. PROSEDUR KERJA
1. Pipet 10 mL larutan tanah (sisa pada praktikum ke-2; praktikum K)
2. Masukkan ke dalam labu ukur
3. Beri 2 tetes indikator asam borat
4. Destilasi selama ± 15 menit
5. Titrasi sebanyak 1,5 mL.
6. Perhatikan perubahan-perubahan yang terjadi.
VI. HASIL PENGAMATAN & PERHITUNGAN
Standar
Contoh
Konsentrasi
Absorbant
Konsentrasi
Absorbant
0
0
4,7826
0,1
5
0,12
2,0652
0,05
10
0,2
3,1522
0,07
15
0,28
4,2391
0,09
KA
TITRASI
KEL. 1
1,0724
1,5
KEL. 2
1,0316
2
KEL. 3
1,0923
2,1
KEL. 4
1,0626
0,5
KANDUNGAN N DI DALAM TANAH
P3 (Tanah Aluvial)
12,48521324
P2 (Tanah PMK)
16,01360933
P4 (Tanah Gambut)
35,6073066
P1 (Tanah Sambas)
4,123706202
VII. PEMBAHASAN
Praktikum ini bertujuan untuk menetapkan nitrogen total yang terdapat di dalam tanah. Seperti yang kita ketahui bahwa besarnya kandungan nitrogen yang berada di dalam tanah sangat penting untuk keperluan metabolisme daripada mikroorganisme-mikroorganisme dalam tanah.
Praktikum ini dilakukan berdasarkan prosedur kerja yang telah dicantumkan sebelumnya. Setelah dipipet sebanyak 10 mL dan diberi indikator asam borat warna larutan yang semula jernih dan bening seperti air berubah menjadi warna merah. Kemudain, larutan di destilasi selama 15 menit. Dan perlahan kembali menunjukkan perubahan warna yang cukup mencolok. Larutan kembali berubah menjadi warna hijau. Setelah itu larutan di titrasi sebanyak 1,5 mL dan kembali berubah warn amenjadi warna merah. Pada dasarnya, perubahan warna tersebut hanya menggambarkan sifat masam ataupun basa nya dari suatu larutan. Warna merah menujukkan bahwa larutan tersebut bersifat masam, sedangkan warna hijau mengindikasikan bahwa larutan bersifat basa.
Tiga hal penting dalam praktikum kali ini adalah destruksi, destilasi dan titrasi. Sepeti yang kita ketahui bahwa destilasi adalah suatu teknik pemisahan larutan yang berdasarkan pada perbedaan titik didihnya. Destilasi terfraksi dugunakan untuk larutan yang mempunyai perbedaan titik didih yang tidak terlalu jauh yaitu sekitar 30oC atau lebih. Dasar pemisahan suatu campuran dengan destilasi adalah adanya perbedaan titik didih dua cairan atau lebih yang jika campuran tersebut dipanaskan, maka komponen yang titik didihnya lebih rendah akan menguap lebih dulu. Dengan mengatur suhu secara cermat, kita dapat menguapkan dan kemudian mengembunkan komponen-komponen secara bertahap.
Selanjutnya kita menghitung kadar nitrogen total dalam tanah dengan menggunakan rumus yang telah diberikan pada praktikum. Berdasarkan data-data yang diperoleh untuk memperoleh hasil perhitungan. Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan, diketahui bahwa tanah yang memiliki kandungan nitrogen tertinggi di dalam tanah adaalah tanah gambut. Hal ini dikarenakan karena tingginya kadar bahan organik yang terkandung di dalam tanah gambut.
VIII. KESIMPULAN
Tanah gambut memiliki kadar nitrogen total tertinggi diantara jenis tanah lainnya.
Kandungan nitrogen total di dalam tanah gambut berkisar 35 %.
Kandungan nitrogen total terendah dimiliki oleh tanah mineral asal Sambas yang hanya memiliki 4 % kandungan nitrogen total.
IX. SARAN
Ketelitian dan keseriusan dalam praktikum sangat dibutuhkan untuk mendapatkan data dengan akurasi yang tinggi.
Pemahaman secara teori mengenai objek daripada praktikum akan mempermudah jalannya praktikum.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim 1; www.wikipedia.org
Anonim 2; www.sulsel.litbang.deptan.go.id/index.
Anonim 3; www.acehpedia.org/Kebutuhan_Nitrogen_Pada_Tanaman
Buckman, Harry O & Nyle C Brandy. Ilmu Tanah. PT.Bhratara Karya Aksara : Jakarta
Fitter. A. H. dan R. K. M. Hay, 1991. Fisiologi Lingkungan Tanaman. UGM Press.
Yogyakarta. Hal. : 92-93
Foth, Henry D. 1998. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. UGM-Press : Yogyakarta.
Hakim, N. , dkk, 1988. Kesuburan tanah. Penerbitan UNILA. Lampung.
Hardjowigeno, S. 1987. Ilmu Tanah. PT. Melton Putra. Jakarta. 233 Halaman
Hillel, D. 1980. Fundamentals of Soil Physics. Academica Press.
Kriangsek, M.U. , 1986. The Use of Chemical and Organic Fertilizer Rice-Fish
Culture System. Unpublished MS Thesis. CLSU. Munos. Nueva Ecija. Philippines.
Nkrumah, M., S.M. Griffith, N. Ahmad, and F.A. Gumbs. 1989. Lysimeter and Field.
Notohadiprawiro.1999. Tanah dan Lingkungan.Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.Hal 204-205.
Mengel, K and E.A. Kirkby. 1982. Principles of Plant Nutrition 3rd edition.
International Potash Institute. Warblaufen-Bern Switzerland.
Prentis, Steve. 1984. Bioteknologi. Jakarta: Erlangga
Russel, E. W. 1973. Soil Condition and Plant Growth 10th edition Longman-ELBS,
London.
Sanchez, P .A. 1976. Properties and Management of Soils in The Tropics. John Wiley
& Sons. New York.
Scotter, D.R. and R. W. Tillman. 1991. Movement of Solute associated with
Intermittent Soil Water Flow I. Tritium and Bromide. Aust.J. Soil Res.
Tarawali and Ikweugbu, 1995. Legumes for Sustainable Food Production in
semi-arid Savannahs. ILEIA News Letter. Netherland. PP. 18 – 19
PENETAPAN Nitrogen TOTAL TANAH (METODE KJEDAHL)
II. TUJUAN PERCOBAAN
Untuk mengetahui berapa banyak kandungan nitrogen di dalam tanah,
III. DASAR TEORI
A. NITROGEN
Nitrogen atau Zat lemas adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang N dan nomor atom 7. Biasanya ditemukan sebagai gas tanpa warna, tanpa bau, tanpa rasa dan merupakan gas diatomik bukan logam yang stabil, sangat sulit bereaksi dengan unsur atau senyawa lainnya. Dinamakan zat lemas karena zat ini bersifat malas, tidak aktif bereaksi dengan unsur lainnya.
Nitrogen adalah 78,08% persen dari atmosfir Bumi dan terdapat dalam banyak jaringan hidup. Zat lemas membentuk banyak senyawa penting seperti asam amino, amoniak, asam nitrat, dan sianida.
Nitrogen adalah zat non logam, dengan elektronegatifitas 3.0. Mempunyai 5 elektron di kulit terluarnya. Oleh karena itu trivalen dalam sebagian besar senyawa. Nitrogen mengembun pada suhu 77K (-196oC) pada tekanan atmosfir dan membeku pada suhu 63K (-210oC).
Nitrogen merupakan unsur kunci dalam asam amino dan asam nukleat, dan ini menjadikan nitrogen penting bagi semua kehidupan. Protein disusun dari asam-asam amino, sementara asam nukleat menjadi salah satu komponen pembentuk DNA dan RNA. Polong-polongan, seperti kedelai, mampu menangkap nitrogen secara langsung dari atmosfer karena bersimbiosis dengan bakteri bintil akar (Anonim 1; 2009)
Kita hidup dalam lautan nitrogen, meskipun demikian penyediaan makanan untuk kehidupan manusia dan hewan-hewan lainnya lebih dibatasi oleh nitrogen daripada unsur-unsur lainnya. Atmosfer terdiri dari 79% nitrogen ( berdasarkan volume) sebagai gas padat N2 yang tidak bereaki dengan unsur lainnya untuk menghasilkan suatu bentuk nitrogen yang dapat digunakan pleh sebagian besar tanaman. Peningkatan penyediaan nitrogen tanah untuk tamnaman terdiri terutama dari meningkatnya jumlah pengikatan nitrogen secara biologis atau penambahan pupuk nitrogen. Hal ini kelihatannya seolah-olah bertentangan dimana unsur hara yang diabsorbsi dari tanah dalam jumlah terbesar oleh tanaman adlah unsur hara yang sebagian besar sangat terbatas penyediaanya.
Bersama unsur fosfor (P) dan kalium (K), nitogen (N) merupakan unsur hara yang mutlak dibutuhkan oleh tanaman. Bahan tanaman kering mengandung sekitar 2 sampai 4 % N; jauh lebih rendah dari kandungan C yang berkisar 40 %. Namun hara N merupakan komponen protein (asam amino) dan khlorofil. Bentuk ion yang diserap oleh tanaman umumnya dalam bentuk NO3¯ dan NH4+ bagi tanaman padi sawah (Russell, 1973).
Begitu besarnya peranan N bagi tanaman, maka penyediaannya sangat diperhatikan sekali oleh para petani. Surnber N utama tanah adalah dari bahan organik melalui proses mineralisasi NH4+ dan NO3¯. Selain itu N dapat juga bersumber dan atmosfir (78 % NV melalui curah hujan (8 -10 % N tanah), penambatan (fiksasi) oleh mikroorganisme tanah baik secara sembiosis dengan tanaman maupun hidup bebas. Walaupun sumber ini cukup banyak secara alami, namun untuk memenuhi kebutuhan tanaman maka diberikan secara sengaja dalam bentuk pupuk, seperti Urea, ZA, dan sebagainya maupun dalam bentuk pupuk kandang ataupun pupuk hijau (Sanchez, 1976: Megel dan Kirkby, 1982).
Sumber utama nitrogen di alam adalah N2 atmosfer yang menempati 78% dari volume total udara. Walaupun tersedia melimpah namun N atmosfer ini terdapat dalam bentuk ikatan kovelen rangkap 3 yang bersifat sangat stabil dan inert. Meskipun tanaman dapat menyerap sejumlah N dari atmosphere melalui dedaunan, tetapi sebagian besar kebutuhan tanaman akan nitrogen dipenuhi dari perakaran di dalam tanah yang diperoleh dalam bentuk nitrat dan ammonium. Dibawah kondisi normal, N masuk dalam lingkungan tanah sebagai hasil dari penambatan biologi dan atau decomposisi dari hewan atau residu tanaman. Sebagian besar dari N dalam tanah terdapat dalam bentuk bahan organic, dimana bersifat relative stabil dan tidak tersedia secara langsung untuk tanaman. Oleh karena itu agar dapat diasimilasi oleh tumbuhan tingkat tinggi maka N2 atmosfer harus di transformasikan ke dalam bentuk yang dapat diserap oleh tumbuhan yaitu NH4+ dan NO3-.
Nitrogen dapat dikatakan sebagai salah satu unsur hara yang bermuatan. Selain sangat mutlak di butuhkan , ia dengan mudah dapat hilang atau menjadi tidak tersedia bagi tanaman. Ketidak tersediaan N dari dalam tanah dapat melalui proses pencucian/terlindi (leaching) NO3¯ , denitrifikasi NO3¯ menjadi N2, volatilisasi NH4+ menjadi NH3, terfiksasi oleh mineralliat atau dikonsumsi oleh mikroorganisme tanah. Bentuk NO3- lah yang selalu terlindi dan mudah larut, maka dikaji pergerakannya ke permukaan akar agar tidak hilang sehingga merupakan suatu usaha ke arab efisiensi pemupukan.
Nilai prosentase nitrogen dalam tanah dikelompokkan dalam lima kategori berikut:(1) sangat rendah untuk N(%) <0,10,
(2) rendah untuk N(%) berkisar antara 0,10 s/d 0,20,
(3) sedang untuk N(%) berkisar antara 0,21 s/d 0,50,
(4) tinggi untuk N(%) berkisar antara 0,51 s/d 0,75 dan
(5) sangat tinggi untuk N(%) lebih dari 0,75 (Hardjowigeno, 1987).
B. Siklus Nitrogen Tanah
Selama jutaan tahun pertama Sejarah Dunia, sejumlah besar nitrogen yang direduksi dibebaskan ke dalam atmosfir dari dalam tanah. Tanaman-tanaman hijau yang menghasilkan oksigen lambat laun dan mikroorganisme meng-oksidasi nitrogen menjadi gas N2; atmosfer dibentuk semacam itu seperti yang dijumpa saat ini. Atmosfir sekarang mengandung 99% nitrogen yang mengalir dalam siklus nitrogen di bumi.
N2 atmosfir dicirikan oleh suatu tiga ikatan atom-atom nitrogen yang sangat tahan terhapad reaksi dengan unsur-unsur lainnya. Tanaman-tanaman tinggi mampu menggunakan N2. proses konversi N2 menjadi bentuk-bentuk yang dapat digunakan tanaman berpembuluh adalah fiksasi nitrogen. Fiksasi nitrogen disebabkan oleh mikroorganisme ( terutama bakteri dalam tanah dan lagae adalam air) dan peristiwa atmosfir tertentu, termasuk kilat. Bakteri denitifikasi dalam tanah mengubah nitrogen tanah yang tersedia kembali menjadi N2 dalam proses yang disebut denitrifikasi. Dua proses diatas, fiksasi dan denitrifikasi kira-kira sama dan bertanggungjawab pada keseimbangan semua antara nitrogen dan atmosfir dan nitrogen dalam tanah dan lautan.
Suatu sub siklus yang terdapat dalam tanah, meliputi nitrogen dalam bahan organic tanah dan organisme-organisme tanah yang terdiri dari proses-proses 2, 3, dan 4. Mineralisasi nitrogen organic berakibat dalam ketersediaan nitrogen seperti ammonium (NH4+). Nitrifikasi menghasilkan nitrogen tersedia seperti nitrat ( NO3-). Imobilisasi, pengambilan nitrogen oleh akar dan mikroorganisme, menggabungkan nitrogen kembali ke dalam bentuk organic (Foth, 1998).
Dari empat belas unsur esensial yang diperoleh tanaman dari tanah, enam diantaranya digunakan dalam jumlah yang relative besar; karena itu unsur inilah yang pertama-tama mendapat perhatian. Unsur tersebut ialah nitrogen, fosfor, kalium, kalsium, magnesium dan sulfur. Karena digunakan oleh tanaman dalam jumlah relative besar, untuk mudahnya mereka disebut unsur hara makro.
Pertumbuhan tanaman dapat dihambat oleh unsur ini, karena tidak tersedia, atau tersedia terlalu lambat, atau karena ketiga batasan tersebut terdapat bersamaan. Hal ini kerap terjadi dalam hal nitrogen. Nitrogen, fosfor dan kalium biasanya diberikan kepada tanah sebagai pupuk alam dan sebagai pupuk buatan. Karena itu mereka kerap kali disebut unsur pupuk.
Nitrogen dan fosfor hampir selalu terdapat dalam jumlah perbandingan kecil dalam tanah mineral. Lagipula sebagian besar unsur ini setiap saat terdapat dalam bentuk persenyawaan fosfor yang relative tidak larut dalam tanah. Akibatnya unsur ini merugikan dua hal yang jumlahnya sedikit dan sangat sukar tersedia untuk tumbuhan.
Jumlah kalium seluruhnya biasanya banyak sekali, kecuali dalam tanah berpasir, berbeda dengan fosfor. Sedangkan fosfor mengalami dua rintanagan yang mana jumlahnya yang sangat sedikit dan sukar tersedia untuk tanaman tingkat tinggi (Buckman & Nyle, 1982)
Sebagaimana yang dikemukakan sebelumnya, bahwa larutan hara yang di dalam tanah bergerak melalui proses difusi dan aliran massa (konveksi). Walaupun mekanismenya berbeda, namun berlangsung secara bersama-sama. Besarnya kerapatan aliran (fluks) dari larutan (solute) dirumuskan (Hillel, 1980; Scotter dan
Tillman, 1991) :
J¡ =qCi . (l q l + Di)(∂Ci/∂z)
dimana: Ji = kerapatan aliran (fluks) larutan tanah (mol/m2/dt).
q = kerapatan aliran (fluks) air (dari persen Darcy) (mldt).
Ci = konsentrasi larutan tanah (mol/m3).
= koefisien dispersivitas (m).
Di = koefisien difusi molekuler (ionik) (m2/dt).
z = kedalaman tanah atau jarak (m).
Banyaknya suatu larutan tanah (solute) yang diangkut dalam suatu waktu menjadi
suatu persamaan kontinuitas, yaitu :
∂Mi/∂t=∂Ji/∂z
dimana: Mi = jumlah solute yang ada dalam unit volume.
t = waktu.
Pergerakan N di dalam tanah cukup sui it untuk diamati, karena adanya proses transformasi yang tidak dapat dikendalikan, seperti amonifikasi dan nitrifikasi (Nkurumah, et al. 1989). Walaupun demikian, beberapa literatur mengukur banyaknya N yang berpindah dalam suatu waktu. Bila pupuk Urea yang diberikan ke dalam tanah, maka oleh Wagenet dalam Tillman dan Scotter (1991) menjadi :
∂Mu/∂t = -∂Ju/∂z –kuMu
dimana: indeks u menunjukkan gimbal urea.
ku = besarnya konstanta hydrolisis urea (dt¯¹).
Proses berlanjut ke bentuk amonium, sehingga :
∂Ma/∂t = -∂Ja/∂z + kuMu . kaMa
dimana : indeks a untuk gimbal amonium
ka = besarnya konstanta nitrifikasi
Sedangkan untuk nitrat digunakan indek n :
∂Mn/∂t = -∂Jn/∂z + kaMa
Kekurangan unsure N menyebabkan pertumbuhan tanaman kedele terhambat dan kadar klorofil turun, sehingga tanaman pucat. Daun-daun sempit, gugur (mulai daun-daun tua) kemudian mati. Sekitar 50 % dari nitrogen didalam tanah berasal dari penambatan oleh rizobium. Tanah berkadar kurang dari 0,1 % N perlu dipupuk nitrogen, terutama waktu tanaman masih muda. Untuk daerah yang baru dibuka, sebelum ditanam, benih perlu dicampur dengan inokulum rizobium, misal legin.
Kelebihan nitrogen menyebabkan pertumbuhan tanaman terlalu subur dengan daun berwarna hijau tua dan perkembangan akar kurang baik. Bintil akarnya sedikit, nisban pucuk/akar besar. Hal ini menyebabkan ketidakseimbangan antara serapan air dan transpirasi, sehingga tanaman mudah layu. Terjadi gangguan diferensiasi sel pada titik tumbuh sehingga daun salah bentuk. Diantaranya tulang daun timbul warna kekuningan (Anonim 2; 2009)
Nitrogen terdapat di dalam tanah dalam bentuk organik dan anorganik. Bentuk-bentuk organik meliputi NH4+, NO3-, NO2-, NO2, NO dan unsur N. Juga terdapat bentuk lain yaitu hidroksi amin (NH2OH), tetapi bentuk ini merupakan bentuk antara, yaitu bentuk peralihan dari NH4+, menjadi NO2- dan bentuk ini tidak stabil (Hakim, dkk,1988).
Penyediaan ion dalam tanah dapat dipandang dari sudut mineral dengan masukan dan kehilangan dari ekosistem dan laju transfer diantara komponen sistem. Pendekatan ini berharga bagi nitrogen, dimana masukan karena curah hujan dan fiksasi serta kehilangan akibat pencucian dan denitrifikasi merupakan sebagian besar dari jumlah seluruhnya yang ada dengan siklus sistem tersebut. Untuk ion yang di absorbsi, masukan ini tidak berarti dibandingkan dengan dengan jumlah seluruhnya yang ada, termasuk kehilangana karena pencucian dalam tanah-tanah subur.
Siklus nitrogen adalah kompleks dan kompertemen organik merupakan bagian yang dominan, beberapa macam bakteri terlihat dalam pengubahan NH4+ menjadi NO3+ (Nitrobacter, Nitrosomonas, Nitrosococcus adalah yang paling penting), tetapi kedua bentuk itu dapat diambil oleh banyak tanaman dengan fasilitas yang sama.
Lebih penting lagi adalah produksi NH4+ yang dihasilkan dari bahan organik yang dibawa oleh bermacam-macam fungsi dan bakteri. Perombak dekomposisi ini juga membutuhkan N, tetapi jika bahan mempunyai kandungan N rendah, bahan itu akan dipesatukan ke dalam biomassa dan tidak dibebaskan, sampai penyediaan karbon berkurang ( Fitter dan Hay, 1991).
C. Beberapa Aplikasi Untuk Mempertahankan Ketersediaan Nitrogen
Bahan organik meningkatkan produktifitas tanah melalui mineralisasi zat-zat hara. Bahan organik mempunyai kapasitas tukar kation yang tinggi, daya ikat air yang tinggi dan mampu meningkatkan sifat fisik tanah.
Penambahan sebagian besar nitrogen secara alami ketanah ditambahkan melalui fiksasi biologis simbiotik dan non simbiotik seperti melalui penamaan tanaman leguminosa ( Tabel 1. ) dan pemberian Azolla ( Tabel 2. )
Bakteri Rhizobium yang hidup secara simbiotik pada bintil akar tanaman leguminosa memfiksasi nitrogen dengan enzim nitrogenase yang berkombinasi dengan molekul dinitrogen (N2).
Tabel 1 . Kondisi Fisika dan Kimia Tanah di Bawah Aplikasi Stylosanthes
dan Tanah Alami
Kondisi
Stylosanthes (selama 3 tahun)
Tanah Alami (lebih dari 3 tahun)
Kandungan N (g/kg)
1,14
0,87
CEC (cmol/kg)
3,24
2,22
Carbon Organik(g/kg)
4,31
2,70
Pulk Dencity (g/cm³ )
1,51
1,66
Total porositas (%)
43,10
37,40
Makro porositas (%)
42,10
36,40
Makro Organisme (%)
34 x 107
12 x 107
( Sumber : Tarawali dan Ikwuegbu, 1993 ).
Dari hasil penelitian Kriangsak (1986), pembenaman azolla menunjukan efektif sebagai sumber nitrogen untuk padi ditandai dengan hasil yang berbeda nyata masing-masing terdapat penumpukan dengan 70 kgN/ha dan kontrol. Diperkirakan dengan pemakaian Azolla memperoleh keuntungan tertinggi sebesar $ 367.08 (103,55 %) (Tabel 2. )
Tabel 2. Pengaruh Pemberian Azolla ( Azolla microphylla ) dan Pupuk N pada Produksi Tanaman Padi.
Perlakuan
Jlh. Biji Berisi
Jlh. Biji Hampa
Berat 1000 Biji (g)
Prod. Biji (ton/ha)
Prod. Jerami (ton/ha)
Control
55,22 a
15,76 a
23,47 c
3,11 a
1,29 b
70 kg N / ha
59,77 a
13,29 bc
24,63 b
3,52 b
1,73 a
5 t azolla/ha
66,18 a
13,82 b
25,41 ab
3,67 ab
1,39 a
10 t azolla/ha
70,98 a
12,08 bc
25,88 a
4,04 ab
1,61 a
15 t azolla/ha
75,55 a
11,75 c
26,00 a
4,11 a
1,74 a
Sumber : Kriangsak, 1986 ).
Nitrogen merupakan unsur yang diperlukan untuk membentuk senyawa penting di dalam sel, termasuk protein, DNA dan RNA. Tanaman harus mengekstraksi kebutuhan nitrogennya dari dalam tanah. Sumber nitrogen yang terdapat dalam tanah, makin lama makin tidak mencukupi kebutuhan tanaman, sehingga perlu diberikan pupuk sintetik yang merupakan sumber nitrogen untuk mempertinggi produksi. Keinginan menaikkan produksi tanaman untuk mencukupi kebutuhan pangan, berakibat diperlukannya pupuk dalam jumlah yang banyak. Industri pupuk yang ada belum dapat memenuhi kebutuhan pupuk yang semakin meningkat. Untuk itu perlu dicari pupuk nitrogen alternatif dan rekayasa gen hijau kelihatannya dapat memberikan harapan untuk memenuhi kebutuhan pupuk di masa yang akan datang (Anonim 3; 2009).
Udara yang menyelubungi bumi mengandung gas nitrogen sebanyak 80 %, sebahagian besar dalam bentuk N2 yang tidak dapat dimanfaatkan. Tanaman dan kebanyakan mikroba tidak mempunyai cara untuk mengikat nitrogen menjadi senyawa dalam selnya. Tanaman dan mikroba umumnya mendapatkan nitrogen dari senyawa seperti ammonium (NH4+) dan nitrat (NO3-). Untuk memanfaatkan nitrogen dalam bentuk gas, pakar bioteknologi memusatkan perhatiannya pada hubungan antara tanaman dengan jenis mikroba tertentu yang dapat menambat nitrogen dari udara dan menyusun atom nitrogen kedalam molekul ammonium, nitrat, atau senyawa lain yang dapat digunakan oleh tumbuhan (Prentis, 1984).
IV. ALAT DAN BAHAN
a. Alat
§ Labu Kjeldahl
§ Timbangan analitik
§ Pemanas listrik/ alat destruksi
§ Seperangkat alat destilasi
§ Buret
b. Bahan
§ H2SO4 pekat
§ Katalis = 100 gr k2SO4 + 10 gr CuSO4 + 2 gr Se, tumbuk dan aduk
§ NaOH 40% =400 gr/L
§ H3BO3 4% 40 gr/L (untuk melarutkan dengan air panas)
§ Indicator campuran metyl red 0.099 gr + 0.066 gr Bromkresol Green + 100 ml etanol
§ H2SO4 0,1 N = 2,8 ml/L standarisasi dengan NaOH 0,1 N
V. PROSEDUR KERJA
1. Pipet 10 mL larutan tanah (sisa pada praktikum ke-2; praktikum K)
2. Masukkan ke dalam labu ukur
3. Beri 2 tetes indikator asam borat
4. Destilasi selama ± 15 menit
5. Titrasi sebanyak 1,5 mL.
6. Perhatikan perubahan-perubahan yang terjadi.
VI. HASIL PENGAMATAN & PERHITUNGAN
Standar
Contoh
Konsentrasi
Absorbant
Konsentrasi
Absorbant
0
0
4,7826
0,1
5
0,12
2,0652
0,05
10
0,2
3,1522
0,07
15
0,28
4,2391
0,09
KA
TITRASI
KEL. 1
1,0724
1,5
KEL. 2
1,0316
2
KEL. 3
1,0923
2,1
KEL. 4
1,0626
0,5
KANDUNGAN N DI DALAM TANAH
P3 (Tanah Aluvial)
12,48521324
P2 (Tanah PMK)
16,01360933
P4 (Tanah Gambut)
35,6073066
P1 (Tanah Sambas)
4,123706202
VII. PEMBAHASAN
Praktikum ini bertujuan untuk menetapkan nitrogen total yang terdapat di dalam tanah. Seperti yang kita ketahui bahwa besarnya kandungan nitrogen yang berada di dalam tanah sangat penting untuk keperluan metabolisme daripada mikroorganisme-mikroorganisme dalam tanah.
Praktikum ini dilakukan berdasarkan prosedur kerja yang telah dicantumkan sebelumnya. Setelah dipipet sebanyak 10 mL dan diberi indikator asam borat warna larutan yang semula jernih dan bening seperti air berubah menjadi warna merah. Kemudain, larutan di destilasi selama 15 menit. Dan perlahan kembali menunjukkan perubahan warna yang cukup mencolok. Larutan kembali berubah menjadi warna hijau. Setelah itu larutan di titrasi sebanyak 1,5 mL dan kembali berubah warn amenjadi warna merah. Pada dasarnya, perubahan warna tersebut hanya menggambarkan sifat masam ataupun basa nya dari suatu larutan. Warna merah menujukkan bahwa larutan tersebut bersifat masam, sedangkan warna hijau mengindikasikan bahwa larutan bersifat basa.
Tiga hal penting dalam praktikum kali ini adalah destruksi, destilasi dan titrasi. Sepeti yang kita ketahui bahwa destilasi adalah suatu teknik pemisahan larutan yang berdasarkan pada perbedaan titik didihnya. Destilasi terfraksi dugunakan untuk larutan yang mempunyai perbedaan titik didih yang tidak terlalu jauh yaitu sekitar 30oC atau lebih. Dasar pemisahan suatu campuran dengan destilasi adalah adanya perbedaan titik didih dua cairan atau lebih yang jika campuran tersebut dipanaskan, maka komponen yang titik didihnya lebih rendah akan menguap lebih dulu. Dengan mengatur suhu secara cermat, kita dapat menguapkan dan kemudian mengembunkan komponen-komponen secara bertahap.
Selanjutnya kita menghitung kadar nitrogen total dalam tanah dengan menggunakan rumus yang telah diberikan pada praktikum. Berdasarkan data-data yang diperoleh untuk memperoleh hasil perhitungan. Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan, diketahui bahwa tanah yang memiliki kandungan nitrogen tertinggi di dalam tanah adaalah tanah gambut. Hal ini dikarenakan karena tingginya kadar bahan organik yang terkandung di dalam tanah gambut.
VIII. KESIMPULAN
Tanah gambut memiliki kadar nitrogen total tertinggi diantara jenis tanah lainnya.
Kandungan nitrogen total di dalam tanah gambut berkisar 35 %.
Kandungan nitrogen total terendah dimiliki oleh tanah mineral asal Sambas yang hanya memiliki 4 % kandungan nitrogen total.
IX. SARAN
Ketelitian dan keseriusan dalam praktikum sangat dibutuhkan untuk mendapatkan data dengan akurasi yang tinggi.
Pemahaman secara teori mengenai objek daripada praktikum akan mempermudah jalannya praktikum.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim 1; www.wikipedia.org
Anonim 2; www.sulsel.litbang.deptan.go.id/index.
Anonim 3; www.acehpedia.org/Kebutuhan_Nitrogen_Pada_Tanaman
Buckman, Harry O & Nyle C Brandy. Ilmu Tanah. PT.Bhratara Karya Aksara : Jakarta
Fitter. A. H. dan R. K. M. Hay, 1991. Fisiologi Lingkungan Tanaman. UGM Press.
Yogyakarta. Hal. : 92-93
Foth, Henry D. 1998. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. UGM-Press : Yogyakarta.
Hakim, N. , dkk, 1988. Kesuburan tanah. Penerbitan UNILA. Lampung.
Hardjowigeno, S. 1987. Ilmu Tanah. PT. Melton Putra. Jakarta. 233 Halaman
Hillel, D. 1980. Fundamentals of Soil Physics. Academica Press.
Kriangsek, M.U. , 1986. The Use of Chemical and Organic Fertilizer Rice-Fish
Culture System. Unpublished MS Thesis. CLSU. Munos. Nueva Ecija. Philippines.
Nkrumah, M., S.M. Griffith, N. Ahmad, and F.A. Gumbs. 1989. Lysimeter and Field.
Notohadiprawiro.1999. Tanah dan Lingkungan.Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.Hal 204-205.
Mengel, K and E.A. Kirkby. 1982. Principles of Plant Nutrition 3rd edition.
International Potash Institute. Warblaufen-Bern Switzerland.
Prentis, Steve. 1984. Bioteknologi. Jakarta: Erlangga
Russel, E. W. 1973. Soil Condition and Plant Growth 10th edition Longman-ELBS,
London.
Sanchez, P .A. 1976. Properties and Management of Soils in The Tropics. John Wiley
& Sons. New York.
Scotter, D.R. and R. W. Tillman. 1991. Movement of Solute associated with
Intermittent Soil Water Flow I. Tritium and Bromide. Aust.J. Soil Res.
Tarawali and Ikweugbu, 1995. Legumes for Sustainable Food Production in
semi-arid Savannahs. ILEIA News Letter. Netherland. PP. 18 – 19
Penetapan Kalium Tertukar Tanah
I. JUDUL PERCOBAAN
PENETAPAN KALIUM TERTUKAR TANAH
II. TUJUAN PERCOBAAN
Untuk mengetahui berapa banyak kandungan kalium tersedia di dalam tanah.
III. DASAR TEORI
A. KALIUM (K)
Kalium adalah unsur kimia dalam jadual berkala. Ia mempunyai simbol K (Bahasa Latin: "Kalium" daripada bahasa Arab: "alqali") dan nomor atom 19. Perkataan kalium kemungkinannya berasal dari perkataan Arab yang bermaksud memanggang, iaitu abu tumbuh-tumbuhan yang dibakar. Kalium adalah logam alkali putih keperakan lembut yang wujud secara semulajadi terikat dengan lain-lain unsur dalam air laut atau kebanyakan mineral. Ia teroksida cepat dalam udara, sangat reaktif, terutamanya dalam air, dan menyerupai natrium secara kimia.
Dengan ketumpatan lebih rendah daripada air, kalium adalah logam kedua ringan selepas litium. Ia adalah pepejal lembut yang mudah dikerat dengan pisau dan mempunyai warna keperakan pada permukaan yang baru dipotong. Ia teroksida dengan cepat dalam udara dan haruslah disimpan dalam minyak mineral atau kerosin untuk penyimpanan.
Seperti juga logam-logam alkali lain, kalium bertindak dengan cergas dengan air menghasilkan hidrogen. Apabila berada dalam air, ia mungkin akan terbakar serta-merta. Garamnya memancarkan warna ungu apabila didedahkan kepada nyala api (Anonim 1 ; 2009).
Beberapa tanah mempunyai kalium yang melimpah, dan tanaman ditumbuhkan dalam tanah tersebut tidak menanggapi pemupukan kalium; walaupun tanaman pada umumnya menggunakan lebih banyak kalium dari tanah daripada setiap unsur hara kecuali nitrogen. Merupakan perbedaan yang kaku tentang apa yang telah kita catat, dengan memperhatikan kebutuhan pada umumnya pemupukan nitrogen dan fosfor di agroecosystem. Pada dasarnya, kalium dalam tanah ditemukan dalam mineral-mineral yang terlapuk dan melepaskan ion-ion kalium. Ion-ion yang diadsorbsi pada kation tertukar dan cepat tersedia untuk diserap tanaman. Kalium tersedia terkumpul dalam tanah dengan regim kelembapan ustic atau kering dimana tidak ada pencucian. Seperti tanah-tanah netral atau alkali pada umumnya, tidak membutuhkan kapur, dan tidak membutuhkan pemupukan kalium, sama untuk hasil tanaman yang tinggi. Pencucian di daerah basah memindahkan kalium tersedia dan menimbulkan satu kebutuhan pupuk kalium bila hasil tanaman yang tinggi atau cukup yang diinginkan. Tanah-tanah organic terkenal dalam hal defisiensi kalium, sebab berisi sedikit mineral yang mengandung kalium. Pembahasan kita mengenai kalium akam mengutamakan keadaan alami kalium dalam tanah dan factor-faktor yang mempengaruhi kemampuan tanah untuk meenyediakan kebutuhan kalium dari tanaman. Tanaman-tanaman menyerap kalium dalam bentuk K+ terdapat dalam larutan tanah dalam kebanayakan tanah mineral. Pengikisan kalium terjadi dalam tanah ketika tanaman dorman (Notohadiprawiro; 1999).
Dari empat belas unsur esensial yang diperoleh tanaman dari tanah, enam diantaranya digunakan dalam jumlah yang relative besar; karena itu unsur inilah yang pertama-tama mendapat perhatian. Unsur tersebut ialah nitrogen, fosfor, kalium, kalsium, magnesium dan sulfur. Karena digunakan oleh tanaman dalam jumlah relative besar, untuk mudahnya mereka disebut unsur hara makro.
Pertumbuhan tanaman dapat dihambat oleh unsur ini, karena tidak tersedia, atau tersedia terlalu lambat, atau karena ketiga batasana tersebut terdapat bersamaan. Hal ini kerap terjadi dalam hal nitrogen. Nitrogen, fosfor dan kalium biasanya diberikan kepada tanah sebagai pupuk alam dan sebagai pupuk buatan. Karena itu mereka kerap kali disebut unsur pupuk.
Nitrogen dan fosfor hampir selalu terdapat dalam jumlah perbandingan kecil dalam tanah mineral. Lagipula sebagian besar unsur ini setiap saat terdapat dalam bentuk persenyawaan fosfor yang relative tidak larut dalam tanah. Akibatnya unsur ini merugikan dua hal yang jumlahnya sedikit dan sangat sukar tersedia untuk tumbuhan.
Jumlah kalium seluruhnya biasanya banyak sekali, kecuali dalam tanah berpasir, berbeda dengan fosfor. Sedangkan fosfor mengalami dua rintanagan yang mana jumlahnya yang sangat sedikit dan sukar tersedia untuk tanaman tingkat tinggi (Buckman & Nyle, 1982).
Kalium (K) dalam bentuk ion K+ yang larut dalam air tanah merupakan unsur yang penting. Kalium akan memberikan bantuan untuk pembentukan protein dan karbohidrat. Selain itu, juga memperkuat jarngan tanaman sekaligus membentuk anti-bodi untuk melawan penyakit. Unsur ini juga ikut mengaktifkan enzim, terutama yang terkonsentrasi pada jaringan meristem.
Kekurangan unsur ini jelas akan membuat tanaman mudah terserang penyakit dan ini tentu akan merusak keindahan tanaman. Struktur daun bisa berubah dan berwarna kuning dimulai dari tepi daun menuju ke pusat/tengah dan akhirnya mati. Di bagian akar akan menyebabkan kekerdilan yang berujung berkurangnya kemampuan untuk menyerap makanan, sehingga tanaman akan kekurangan nutrisi (Anonim 2; 2009).
Kalium dibutuhkan tanaman dalam jumlah besar. Kekurangan kalium dalam tanah menyebabkan tanaman :
· Mudah layu
· Tampak pada daun tua dimulai dengan klorosis pada tepi daun
· Dalam keadaan parah, gejala klorosis meluas sampai mendekati pangkal daun dan tampak pula pada daun muda
· Dalam keadaaan lanjut, timbul nekrosis dan daun-daun gugur
Gejala khas yang dapat dilihat adalah batas yang tampak jelas antara klorosis atau nekrosis dengan jaringan sehat yang berwarna hijau. Perbandingan N/K sangat penting dalam metabolism tanaman. Dalam keadaan perbandingan N/k yang tinggi, kadar senyawa nitrogen dengan berat molekul rendah meningkat seperti asam amino dan amida, dan tanaman menjadi lebih peka terhadap penyakit dan hama (Anonim 3; 2009).
B. Siklus kalium dalam Tanah
Kerak bumi mempunyai kandungn kalium rata-rata sebesar 2,6%. Bahan induk dan tanah-tanah muda dapat dengan mudah berisi kalium sebesar 40.000 sampai 50.000 kg per hektar irisan alur ( atau pon setiap atre irisan bajak).
Kandungan kalium tanah pada kedalaman di bawah lapisan bajak dapat sama; sekitar 95 sampai 99% kalium ini dalam kisi-kisi dari mineral-mineral di bawah ini,
Feldspars :
Mikroklin KAlSi3O8 peningkatan laju
Orthoklas KAlSi3O8 pelapukan
Mika ;
Muskovit H2KAl3(SiO4)3
Biotit
(H,K)2(Mg,Fe)2
Al2(SiO4)
Liat :
Hidrous mika K2(Si6Al2)Al4O20(OH)4
Mika melapuk sangat cepat dan melepaskan kalium yang lebih cepat disbanding feldspars, khususnya biotit. Mineral-mineral ini terdapat terutama dalam fraksi pasir dan debu.
Selama pelapukan ion kalium K+ dilepaskan ke dalam larutan tanah (lihat gambar). Tanaman mengabsorbsi kalium sebagai K+ terutama dalam larutan tanah, dengan sejumlah kecil oleh K+ terdapat dalam larutan tanah. Diatas beberapa ratus kiologram dalam irisan bajak seluas 1 hektar terdapat pada tempat pertukaran kation pada sebagian besar mineral tanah.
Suatu kesetimbangan juga terjadi diantara kalsium tertukr dan kalium terikat. Fiksasi terjadi oleh perpindahan K+ dalam posisi kosong kisi-kisi hydrous mika dari mana K+ telah dipindahkan oleh pelapukan. Pelapukan dimulai pada tepi partikel mineral dan kemudian masuk kedalam. Sepanjang tepi tersebut diatas kalium terlapuk, meninggalkan ruang kosong di kisi-kisi; sementara itu bagian dalam partikel tetap segar dan tidak terlapuk kalium sepanjang tepi memindahkan penghubung kalium yang menahan lapisan kristal yang berdekatan bersama lapiasan-lapiasan terpisah atau tersebar sepanjang tepi. Fiksasi kalium adlah peristiwa balik pelapukan kalium dari kisi-kisi.
Fiksasi dan pelepasan merupak proses bolak balik yang tergantung apda konsentrasi K+ pada permukaan liat, yang berarti bergantung pada konsentrasi K+ dalam larutan tanah. Kehilangan kalium secara lengkap di antara lapisan menyebabkan pemisahan lapisan mineral secara lengkap dan satu kehilangan kapasitas kalium terikat. Fiksasi kalium dalam tanah mengawetkan kalium yang dapat hilang dengan cara lain oleh pencucian, bila kalium lepas oleh pelapukan yang melampaui pengambilan oleh tanaman. Fiksasi juga memberi kesempatan beberapa kalium dari pemupukan menjadi tersimpan sementara dlm posisi yang tidak berbahaya dan tidak tersedia, sampai pengambilan oleh tanaman mengurangi jumlah kalium pada kompleks pertukaran. Kadang-kadang tanah mempunyai kapasitas mengikat kalium yang begitu tinggi dimana sebagian besar kalium dari penggunaan pupuk sampai kapasitas mengikat yang memuaskan; daripada menaikkan pengambilan kalium dan hasil. Ion-ion anmmonium sama ukurannya terhadap K+ dan diikat dalam ruang kisi-kisi yang sama sebagai kalium.
Pembahasan oleh karenanya lebih jauh ditekankan pada gabungan antara kalium dan komponen mineral tanah. Kelihatannya sebagian besar kalium dalam tanaman tidak sempurna dengan jalan dimana nitrogen disusun menjadi protein. Kenyataannya sebagian besar kalium dicuci dari daun tanaman selama musim hujan. Konsekuensinya bahan organic buka sumber atau bahan organic yang nyata bagi tanaman. Kalium tidak bergerak tapi tidak terakumulasi dengan pecahan organic tanah. Tanah-tanah dengan kalium tersedia rendah merupakan tanah-tanah organic asam. Tanah-tanah dengan kalium tersedia tinggi cenderung menjadi tanh bertekstur halus yang netral atau alkali (Foth, 1998).
IV. ALAT DAN BAHAN
a. Alat : 1. Timbangan analitik
2. Spectro Photometer
3. Tabung reaksi
4. Pipet
5. Erlenmeyer 50 ml,dan
6. Corong
b. Bahan : - Ammonium asetat 1N pH 7 = 7,086 gr/L
- Alcohol 70%
- KCl 1N = 74,56 gr/L
- NaOH 40% = 400 gr/L
- H3BO3 4% = 40gr/L
- Indicator campuran bromkesol + merah metyl = prosedur N total
- HCl 0,1 N = 8,3 ml/L
V. PROSEDUR KERJA
1. Timbang 4 gr contoh tanah dalam Erlenmeyer 250 ml
2. Tambahkan 30 ml Ammonium asetat 1N pH 7
3. Kocok dan biarkan 1 malam
4. Kocok kurang lebih 15 menit dan saring dalam labu ukur 100ml
5. Lakukan pencucian dengan 30 ml Ammonium asetat (2x). Usahakan agar semua contoh tanah tertampung kedalam kertas saring, untuk proses KTK
6. Tera volumenya menjadi 100ml dengan Ammonium asetat
7. Ekstrak diukur dengan atomic absorbsion spectro photometer (ASS) untuk K, Na, Ca, dan Mg
8. Atau flame photometer untuk K, Na, dan Ca.
VI. HASIL PENGAMATAN & PERHITUNGAN
Standar
Contoh
Konsentrasi
Absorbant
Konsentrasi
Absorbant
0
0
4,7826
0,1
5
0,12
2,0652
0,05
10
0,2
3,1522
0,07
15
0,28
4,2391
0,09
KADAR AIR TANAH
KEL. 1
1,0724
KEL. 2
1,0316
KEL. 3
1,0923
KEL. 4
1,0626
KANDUNGAN K DALAM TANAH (me/100gr)
P3 (Tanah Aluvial)
0,266700732
P2 (Tanah PMK)
0,110783937
P4 (Tanah Gambut)
0,179043699
P1 (Tanah Sambas)
0,234232318
Berdasarkan perhitungan dengan rumus;
= Vekstrak/w . 1/10 . 1/39 . C . [100 + KA / 100]
VII. PEMBAHASAN
Praktikum penetapan kalium tertukar tanah ini bertujuan untuk mengetahui kandungan K yang tersedia di dalam tanah. Untuk itu kita menggunakan empat variabel jenis tanah, yaitu tanah aluvial, tanah PMK, tanah mineral asal Sambas dan tanah gambut. Prosedur kerja telah dijelaskan pada bagian sebelumnya. Pengocokan dilakukan dengan alat pengocok. Sedangkan penyaringan dilakukan dengan kertas saring yang bertujuan untuk menyaring kandungan masing-masing tanah.
Pada praktikum ini kita mengamati absorbant daripada masing-masing tanah dengan menggunakan alat flame-fotometri. Dari hasil pengamatannya dapat kita lihat bahwa absorbant tertinggi dimiliki oleh tanah gambut, yakni 0,67. sangat jauh bila dibandingkan dengan ketiga jenis tanah lainnya yang hanya berkisar 0,05 – 1,00. Namun nilai absorbant daripada tanah gambut tersebut dianggap untuk diencerkan hingga sepuluh kali menjadi 0,07. Seperti pada praktikum fosfor terdahulu yang menunjukkan bahwa tanah gambut memiliki nilai absorbant yang tertinggi, pada praktikum ini juga di dapat hasil yang sama.
Selanjutnya perhitungan kalium tertukar dalam tanah seperti yang telah dicantumkan pada bagian sebelumnya menunjukkan bahwa tanah aluvial memiliki kandungan K-tersedia tertinggi dibandingkan dengan ketiga jenis tanah lainnya. Sedangkan tanah PMK memiliki kadar kandungan K-tersedia terendah yakni hanya o,11 me/100 gr.
Berdasarkan teori yang ada yang mengatakan bahwa unsur hara makro Kalium ini biasanya banyak terdapat dalam tanah mineral. Dan hal ini dapat kita buktikan daripada hasil praktikum yang menunjukkan bahwa kandungan K-tersedia dalam tanah tertinggi terdapat dalam tanah aluvial yang mengandung banyak mineral, berbeda dengan tanah gambut yang mengandung banyak bahan organik yang hanya mengandung K-tersedia sekitar o,18 me/100 gr. Hal ini dikarenakan Kalium banyak terdapat di dalam mineral dan tanah-tanah organik seperti tanah gambut memang memiliki sifat kekahatan akan defisiensi Kalium.
VIII. KESIMPULAN
Dari hasil praktikum yang ada, maka dapat disimpulkan :
Unsur Kalium banyak terdapat di dalam mineral. Oleh karena itu, hasil praktikum yang menunjukkan bahwa tanah aluvial yang merupakan tanah mineral memiliki kandungan K-tersedia yang tinggi dibandingkan dengan tanah gambut yang merupakan tanah organik.
Tanah aluvial memiliki kandungan K-tersedia sebesar 0,27 me/100 gr.
Tanah PMK memiliki kandungan K-tersedia sebesar 0,11 me/100 gr.
Tanah gambut memiliki kandungan K-tersedia sebesar 0,18 me/100 gr.
Tanah PMK memiliki kandungan K-tersedia sebesar 0,24 me/100 gr.
Tanah organik memiliki sifat kekahatan akan defisiensi unsur Kalium (K).
IX. SARAN
Untuk mempermudah pemahaman sebelum praktikum dan untuk menyesuaikan data yang kita peroleh benar atau tidak, maka disarankan untuk memahami sifat-sifat daripada unsur hara makro K terlebih dahulu.
Ketelitian dan kebersihan pada praktikum harus diperhatikan.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim 1 ; www.wikipedia.org
Anonim 2 ; www.spmabanjarbaru.sch.id/index.
Anonim 3 ; www.sulsel.litbang.deptan.go.id/index.
Buckman, Harry O & Nyle C Brandy. Ilmu Tanah. PT Bhratara Karya Aksara :
Jakarta.
Foth, Henry D. 1998. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. UGM-Press : Yogyakarta.
Notohadiprawiro.1999. Tanah dan Lingkungan. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.Hal 204-205.
PENETAPAN KALIUM TERTUKAR TANAH
II. TUJUAN PERCOBAAN
Untuk mengetahui berapa banyak kandungan kalium tersedia di dalam tanah.
III. DASAR TEORI
A. KALIUM (K)
Kalium adalah unsur kimia dalam jadual berkala. Ia mempunyai simbol K (Bahasa Latin: "Kalium" daripada bahasa Arab: "alqali") dan nomor atom 19. Perkataan kalium kemungkinannya berasal dari perkataan Arab yang bermaksud memanggang, iaitu abu tumbuh-tumbuhan yang dibakar. Kalium adalah logam alkali putih keperakan lembut yang wujud secara semulajadi terikat dengan lain-lain unsur dalam air laut atau kebanyakan mineral. Ia teroksida cepat dalam udara, sangat reaktif, terutamanya dalam air, dan menyerupai natrium secara kimia.
Dengan ketumpatan lebih rendah daripada air, kalium adalah logam kedua ringan selepas litium. Ia adalah pepejal lembut yang mudah dikerat dengan pisau dan mempunyai warna keperakan pada permukaan yang baru dipotong. Ia teroksida dengan cepat dalam udara dan haruslah disimpan dalam minyak mineral atau kerosin untuk penyimpanan.
Seperti juga logam-logam alkali lain, kalium bertindak dengan cergas dengan air menghasilkan hidrogen. Apabila berada dalam air, ia mungkin akan terbakar serta-merta. Garamnya memancarkan warna ungu apabila didedahkan kepada nyala api (Anonim 1 ; 2009).
Beberapa tanah mempunyai kalium yang melimpah, dan tanaman ditumbuhkan dalam tanah tersebut tidak menanggapi pemupukan kalium; walaupun tanaman pada umumnya menggunakan lebih banyak kalium dari tanah daripada setiap unsur hara kecuali nitrogen. Merupakan perbedaan yang kaku tentang apa yang telah kita catat, dengan memperhatikan kebutuhan pada umumnya pemupukan nitrogen dan fosfor di agroecosystem. Pada dasarnya, kalium dalam tanah ditemukan dalam mineral-mineral yang terlapuk dan melepaskan ion-ion kalium. Ion-ion yang diadsorbsi pada kation tertukar dan cepat tersedia untuk diserap tanaman. Kalium tersedia terkumpul dalam tanah dengan regim kelembapan ustic atau kering dimana tidak ada pencucian. Seperti tanah-tanah netral atau alkali pada umumnya, tidak membutuhkan kapur, dan tidak membutuhkan pemupukan kalium, sama untuk hasil tanaman yang tinggi. Pencucian di daerah basah memindahkan kalium tersedia dan menimbulkan satu kebutuhan pupuk kalium bila hasil tanaman yang tinggi atau cukup yang diinginkan. Tanah-tanah organic terkenal dalam hal defisiensi kalium, sebab berisi sedikit mineral yang mengandung kalium. Pembahasan kita mengenai kalium akam mengutamakan keadaan alami kalium dalam tanah dan factor-faktor yang mempengaruhi kemampuan tanah untuk meenyediakan kebutuhan kalium dari tanaman. Tanaman-tanaman menyerap kalium dalam bentuk K+ terdapat dalam larutan tanah dalam kebanayakan tanah mineral. Pengikisan kalium terjadi dalam tanah ketika tanaman dorman (Notohadiprawiro; 1999).
Dari empat belas unsur esensial yang diperoleh tanaman dari tanah, enam diantaranya digunakan dalam jumlah yang relative besar; karena itu unsur inilah yang pertama-tama mendapat perhatian. Unsur tersebut ialah nitrogen, fosfor, kalium, kalsium, magnesium dan sulfur. Karena digunakan oleh tanaman dalam jumlah relative besar, untuk mudahnya mereka disebut unsur hara makro.
Pertumbuhan tanaman dapat dihambat oleh unsur ini, karena tidak tersedia, atau tersedia terlalu lambat, atau karena ketiga batasana tersebut terdapat bersamaan. Hal ini kerap terjadi dalam hal nitrogen. Nitrogen, fosfor dan kalium biasanya diberikan kepada tanah sebagai pupuk alam dan sebagai pupuk buatan. Karena itu mereka kerap kali disebut unsur pupuk.
Nitrogen dan fosfor hampir selalu terdapat dalam jumlah perbandingan kecil dalam tanah mineral. Lagipula sebagian besar unsur ini setiap saat terdapat dalam bentuk persenyawaan fosfor yang relative tidak larut dalam tanah. Akibatnya unsur ini merugikan dua hal yang jumlahnya sedikit dan sangat sukar tersedia untuk tumbuhan.
Jumlah kalium seluruhnya biasanya banyak sekali, kecuali dalam tanah berpasir, berbeda dengan fosfor. Sedangkan fosfor mengalami dua rintanagan yang mana jumlahnya yang sangat sedikit dan sukar tersedia untuk tanaman tingkat tinggi (Buckman & Nyle, 1982).
Kalium (K) dalam bentuk ion K+ yang larut dalam air tanah merupakan unsur yang penting. Kalium akan memberikan bantuan untuk pembentukan protein dan karbohidrat. Selain itu, juga memperkuat jarngan tanaman sekaligus membentuk anti-bodi untuk melawan penyakit. Unsur ini juga ikut mengaktifkan enzim, terutama yang terkonsentrasi pada jaringan meristem.
Kekurangan unsur ini jelas akan membuat tanaman mudah terserang penyakit dan ini tentu akan merusak keindahan tanaman. Struktur daun bisa berubah dan berwarna kuning dimulai dari tepi daun menuju ke pusat/tengah dan akhirnya mati. Di bagian akar akan menyebabkan kekerdilan yang berujung berkurangnya kemampuan untuk menyerap makanan, sehingga tanaman akan kekurangan nutrisi (Anonim 2; 2009).
Kalium dibutuhkan tanaman dalam jumlah besar. Kekurangan kalium dalam tanah menyebabkan tanaman :
· Mudah layu
· Tampak pada daun tua dimulai dengan klorosis pada tepi daun
· Dalam keadaan parah, gejala klorosis meluas sampai mendekati pangkal daun dan tampak pula pada daun muda
· Dalam keadaaan lanjut, timbul nekrosis dan daun-daun gugur
Gejala khas yang dapat dilihat adalah batas yang tampak jelas antara klorosis atau nekrosis dengan jaringan sehat yang berwarna hijau. Perbandingan N/K sangat penting dalam metabolism tanaman. Dalam keadaan perbandingan N/k yang tinggi, kadar senyawa nitrogen dengan berat molekul rendah meningkat seperti asam amino dan amida, dan tanaman menjadi lebih peka terhadap penyakit dan hama (Anonim 3; 2009).
B. Siklus kalium dalam Tanah
Kerak bumi mempunyai kandungn kalium rata-rata sebesar 2,6%. Bahan induk dan tanah-tanah muda dapat dengan mudah berisi kalium sebesar 40.000 sampai 50.000 kg per hektar irisan alur ( atau pon setiap atre irisan bajak).
Kandungan kalium tanah pada kedalaman di bawah lapisan bajak dapat sama; sekitar 95 sampai 99% kalium ini dalam kisi-kisi dari mineral-mineral di bawah ini,
Feldspars :
Mikroklin KAlSi3O8 peningkatan laju
Orthoklas KAlSi3O8 pelapukan
Mika ;
Muskovit H2KAl3(SiO4)3
Biotit
(H,K)2(Mg,Fe)2
Al2(SiO4)
Liat :
Hidrous mika K2(Si6Al2)Al4O20(OH)4
Mika melapuk sangat cepat dan melepaskan kalium yang lebih cepat disbanding feldspars, khususnya biotit. Mineral-mineral ini terdapat terutama dalam fraksi pasir dan debu.
Selama pelapukan ion kalium K+ dilepaskan ke dalam larutan tanah (lihat gambar). Tanaman mengabsorbsi kalium sebagai K+ terutama dalam larutan tanah, dengan sejumlah kecil oleh K+ terdapat dalam larutan tanah. Diatas beberapa ratus kiologram dalam irisan bajak seluas 1 hektar terdapat pada tempat pertukaran kation pada sebagian besar mineral tanah.
Suatu kesetimbangan juga terjadi diantara kalsium tertukr dan kalium terikat. Fiksasi terjadi oleh perpindahan K+ dalam posisi kosong kisi-kisi hydrous mika dari mana K+ telah dipindahkan oleh pelapukan. Pelapukan dimulai pada tepi partikel mineral dan kemudian masuk kedalam. Sepanjang tepi tersebut diatas kalium terlapuk, meninggalkan ruang kosong di kisi-kisi; sementara itu bagian dalam partikel tetap segar dan tidak terlapuk kalium sepanjang tepi memindahkan penghubung kalium yang menahan lapisan kristal yang berdekatan bersama lapiasan-lapiasan terpisah atau tersebar sepanjang tepi. Fiksasi kalium adlah peristiwa balik pelapukan kalium dari kisi-kisi.
Fiksasi dan pelepasan merupak proses bolak balik yang tergantung apda konsentrasi K+ pada permukaan liat, yang berarti bergantung pada konsentrasi K+ dalam larutan tanah. Kehilangan kalium secara lengkap di antara lapisan menyebabkan pemisahan lapisan mineral secara lengkap dan satu kehilangan kapasitas kalium terikat. Fiksasi kalium dalam tanah mengawetkan kalium yang dapat hilang dengan cara lain oleh pencucian, bila kalium lepas oleh pelapukan yang melampaui pengambilan oleh tanaman. Fiksasi juga memberi kesempatan beberapa kalium dari pemupukan menjadi tersimpan sementara dlm posisi yang tidak berbahaya dan tidak tersedia, sampai pengambilan oleh tanaman mengurangi jumlah kalium pada kompleks pertukaran. Kadang-kadang tanah mempunyai kapasitas mengikat kalium yang begitu tinggi dimana sebagian besar kalium dari penggunaan pupuk sampai kapasitas mengikat yang memuaskan; daripada menaikkan pengambilan kalium dan hasil. Ion-ion anmmonium sama ukurannya terhadap K+ dan diikat dalam ruang kisi-kisi yang sama sebagai kalium.
Pembahasan oleh karenanya lebih jauh ditekankan pada gabungan antara kalium dan komponen mineral tanah. Kelihatannya sebagian besar kalium dalam tanaman tidak sempurna dengan jalan dimana nitrogen disusun menjadi protein. Kenyataannya sebagian besar kalium dicuci dari daun tanaman selama musim hujan. Konsekuensinya bahan organic buka sumber atau bahan organic yang nyata bagi tanaman. Kalium tidak bergerak tapi tidak terakumulasi dengan pecahan organic tanah. Tanah-tanah dengan kalium tersedia rendah merupakan tanah-tanah organic asam. Tanah-tanah dengan kalium tersedia tinggi cenderung menjadi tanh bertekstur halus yang netral atau alkali (Foth, 1998).
IV. ALAT DAN BAHAN
a. Alat : 1. Timbangan analitik
2. Spectro Photometer
3. Tabung reaksi
4. Pipet
5. Erlenmeyer 50 ml,dan
6. Corong
b. Bahan : - Ammonium asetat 1N pH 7 = 7,086 gr/L
- Alcohol 70%
- KCl 1N = 74,56 gr/L
- NaOH 40% = 400 gr/L
- H3BO3 4% = 40gr/L
- Indicator campuran bromkesol + merah metyl = prosedur N total
- HCl 0,1 N = 8,3 ml/L
V. PROSEDUR KERJA
1. Timbang 4 gr contoh tanah dalam Erlenmeyer 250 ml
2. Tambahkan 30 ml Ammonium asetat 1N pH 7
3. Kocok dan biarkan 1 malam
4. Kocok kurang lebih 15 menit dan saring dalam labu ukur 100ml
5. Lakukan pencucian dengan 30 ml Ammonium asetat (2x). Usahakan agar semua contoh tanah tertampung kedalam kertas saring, untuk proses KTK
6. Tera volumenya menjadi 100ml dengan Ammonium asetat
7. Ekstrak diukur dengan atomic absorbsion spectro photometer (ASS) untuk K, Na, Ca, dan Mg
8. Atau flame photometer untuk K, Na, dan Ca.
VI. HASIL PENGAMATAN & PERHITUNGAN
Standar
Contoh
Konsentrasi
Absorbant
Konsentrasi
Absorbant
0
0
4,7826
0,1
5
0,12
2,0652
0,05
10
0,2
3,1522
0,07
15
0,28
4,2391
0,09
KADAR AIR TANAH
KEL. 1
1,0724
KEL. 2
1,0316
KEL. 3
1,0923
KEL. 4
1,0626
KANDUNGAN K DALAM TANAH (me/100gr)
P3 (Tanah Aluvial)
0,266700732
P2 (Tanah PMK)
0,110783937
P4 (Tanah Gambut)
0,179043699
P1 (Tanah Sambas)
0,234232318
Berdasarkan perhitungan dengan rumus;
= Vekstrak/w . 1/10 . 1/39 . C . [100 + KA / 100]
VII. PEMBAHASAN
Praktikum penetapan kalium tertukar tanah ini bertujuan untuk mengetahui kandungan K yang tersedia di dalam tanah. Untuk itu kita menggunakan empat variabel jenis tanah, yaitu tanah aluvial, tanah PMK, tanah mineral asal Sambas dan tanah gambut. Prosedur kerja telah dijelaskan pada bagian sebelumnya. Pengocokan dilakukan dengan alat pengocok. Sedangkan penyaringan dilakukan dengan kertas saring yang bertujuan untuk menyaring kandungan masing-masing tanah.
Pada praktikum ini kita mengamati absorbant daripada masing-masing tanah dengan menggunakan alat flame-fotometri. Dari hasil pengamatannya dapat kita lihat bahwa absorbant tertinggi dimiliki oleh tanah gambut, yakni 0,67. sangat jauh bila dibandingkan dengan ketiga jenis tanah lainnya yang hanya berkisar 0,05 – 1,00. Namun nilai absorbant daripada tanah gambut tersebut dianggap untuk diencerkan hingga sepuluh kali menjadi 0,07. Seperti pada praktikum fosfor terdahulu yang menunjukkan bahwa tanah gambut memiliki nilai absorbant yang tertinggi, pada praktikum ini juga di dapat hasil yang sama.
Selanjutnya perhitungan kalium tertukar dalam tanah seperti yang telah dicantumkan pada bagian sebelumnya menunjukkan bahwa tanah aluvial memiliki kandungan K-tersedia tertinggi dibandingkan dengan ketiga jenis tanah lainnya. Sedangkan tanah PMK memiliki kadar kandungan K-tersedia terendah yakni hanya o,11 me/100 gr.
Berdasarkan teori yang ada yang mengatakan bahwa unsur hara makro Kalium ini biasanya banyak terdapat dalam tanah mineral. Dan hal ini dapat kita buktikan daripada hasil praktikum yang menunjukkan bahwa kandungan K-tersedia dalam tanah tertinggi terdapat dalam tanah aluvial yang mengandung banyak mineral, berbeda dengan tanah gambut yang mengandung banyak bahan organik yang hanya mengandung K-tersedia sekitar o,18 me/100 gr. Hal ini dikarenakan Kalium banyak terdapat di dalam mineral dan tanah-tanah organik seperti tanah gambut memang memiliki sifat kekahatan akan defisiensi Kalium.
VIII. KESIMPULAN
Dari hasil praktikum yang ada, maka dapat disimpulkan :
Unsur Kalium banyak terdapat di dalam mineral. Oleh karena itu, hasil praktikum yang menunjukkan bahwa tanah aluvial yang merupakan tanah mineral memiliki kandungan K-tersedia yang tinggi dibandingkan dengan tanah gambut yang merupakan tanah organik.
Tanah aluvial memiliki kandungan K-tersedia sebesar 0,27 me/100 gr.
Tanah PMK memiliki kandungan K-tersedia sebesar 0,11 me/100 gr.
Tanah gambut memiliki kandungan K-tersedia sebesar 0,18 me/100 gr.
Tanah PMK memiliki kandungan K-tersedia sebesar 0,24 me/100 gr.
Tanah organik memiliki sifat kekahatan akan defisiensi unsur Kalium (K).
IX. SARAN
Untuk mempermudah pemahaman sebelum praktikum dan untuk menyesuaikan data yang kita peroleh benar atau tidak, maka disarankan untuk memahami sifat-sifat daripada unsur hara makro K terlebih dahulu.
Ketelitian dan kebersihan pada praktikum harus diperhatikan.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim 1 ; www.wikipedia.org
Anonim 2 ; www.spmabanjarbaru.sch.id/index.
Anonim 3 ; www.sulsel.litbang.deptan.go.id/index.
Buckman, Harry O & Nyle C Brandy. Ilmu Tanah. PT Bhratara Karya Aksara :
Jakarta.
Foth, Henry D. 1998. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. UGM-Press : Yogyakarta.
Notohadiprawiro.1999. Tanah dan Lingkungan. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.Hal 204-205.
Penetapan Fosfor Bray - I (Tersedia)
I. JUDUL PERCOBAAN
PENETAPAN FOSFOR BRAY-I (TERSEDIA)
II. TUJUAN PERCOBAAN
Untuk mengetahui berapa banyak kandungan fosfor tersedia di dalam tanah.
III. DASAR TEORI
A. Fosfor
Fosfor ialah zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens (pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan).
Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah tembaga atau perak, dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan. Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT) dan lampu fluoresen, sementara fosfor dapat ditemukan pula pada berbagai jenis mainan yang dapat berpendar dalam gelap (glow in the dark). Fosfor pada tabung sinar katoda mulai dibakukan pada sekitar Perang Dunia II dan diberi lambang huruf "P" yang diikuti dengan sebuah angka (Anonim 1; 2009)
Fosfor memainkan peranan yang sangat diperlukan seperti satu bahanb baker yang sangat universal untuk semua aktifitas biokimia dalam sel hidup. Ikatan Adenosin Trifosfat (ATP) yang berenergi tinggi melepaskan energi untuk kerja bila diubah menjadi Adenosin Difosfat ( ADP). Fosfor merupakan unsur yang sangat penting untuk tulang dan gigi. Hubungan fosfor dalam tanah dan tanaman untuk kesehatan hewan yang digembalakan diketahui dengan baik. Disini, perhatian akan dipusatkan pada perkembangan pengertian keadaan alami fosfor dari tanah dan kondisi yang mengendalikan pengambilan fosfor dari tanah oleh tanaman.
Biasanya fosfor membatasi pertumbuhan tanaman. Masalah utama dalam pengambilan fosfor dari dalam tanah oleh tanaman adalah daya larut yang rendah dari sebagian besar senyawa fosfor yang mengakibatkan konsentrasi yang rendah untuk dapat digunakan dalam larutantanah pada suatu waktu. Dan fosfor yang tersedia kebanyakan terdapat sebagai H2PO4- dalam larutan tanah. H2PO4- diimobolosasi oleh tanamandan jasad renik dan sejumlah fosfor yang nyata dalam tanah diubah menjadi bentuk organic dimineralisasi.
B. Siklus Fosfor dalam Tanah
Kulit bumi mengandung kira-kira 0,1 % fosfor. Berdasarkan hal ini, fosfor dalam satu hektas irisan alur kebanyakan tanah dapat menghasilkan 50.000 bushel biji-bijian ( 20.000 bushel per are ). Ini tidak termasuk v yang dapat diabsorbsi oleh akar pada kedalaman dibawah lapisan bajak. Fosfor bagaimanapun umumnya membatsi pertumbuhan tanaman. Masalah utama dalam pengambilan fosfor dari tanah oleh tanaman adalah kelarutan yang rendah dari sebagian besqar campuran fosfor dan konsentrasi fosfor yang dihasilkan sangat rendah dalam lapisan tanah pada setiap waktu tertentu. Sebagian besar fosfor dalam batuan beku dan bahan induk tanah terjadi sebagai apatit.
Fluorapatit (Ca10(PO4)6F2) nmerupakan sebagian besar mineral apatit yang dikenal. Fluoraptit mengandunf Fluor (F), yang mendukung struktur kristal yang sangat stabil dari tahan terhadap pelapukan. Strukturnya sama dengan tulang gigi; pemberian fluor dalam air direncanakan untuk menggabungkan fluor ke dalam gigi untuk meningkatkan ketahanan terhapap kerusakan. Apatit menahan perlahan-lahan dan fosfor tersedia terjadi sebagian besar H2PO$- dalam larutan tanhah. H2po4- diimobilisas oleh tanaman dan mikroorganisme; jumlah fosfor yang nyata dalam tanah diubah ke dalam bentuk organic selam pembentukan tanah. Seperti halnya dengan nitrogen fosfor organic dimineralisasi m( proses 3) untuk melengakapi sub siklus dari keseluruhan siklus fosfor di atas.
Perbedaan utama diantara siklus nitrogen dan fosfor dalam tanah adalah bahwa bentuk tersedia nitrogen ( ammonium dan nitrat) adalah ion-ion relative stabil yahng tetap tersedia untuk digunakan tanaman. H2PO4- sebaliknya bereaksi cepat dengan ion-ion lainnya dalam larutan tanah supaya menjadi tidak begitu mudah larut atau tidak tersedia bagi tanaman. Reaksi dengan kalium, besi dan alumunium umumnya terjadi. Fosfat juga diadsorbsi kuat pada permukaan liat oleh penempatan kembali OH dari liat ( pertukaran ligand) suatu keseimbangan dimantapkan di antara konsentrasi H2PO4- dalam larutan tanah dan bentuk mineral yang tetap. konsentrasi fosfor dalam larutan terutama merupakan suatu fungsi kelarutan bentuk fosfor yang tetap. Pada umumnya, terjadi penurunan kelarutan dan ketersediaan dalam ordo kalsium fosfat, fosfat yang diadsorbsi liat, dan besi serta alumunium fosfat (Foth, 1998).
Bentuk fosfat dominan yang tersedia bagi tanaman ad alah H2PO4-.Keberadaan air penting untuk penyerapan fosfor dalam tanah. Di dalam larutan tanah, ion merupakan fungsi pH. Bila pH turun sampai di bawah 5,5, besi dan aluminium yang terlarut meningkat sekali. Hal ini menyebabkan peningkatan fosfor sebagai besi fosfat dan aluminium fosfat. Persediaan fosfor yang terbaik adalah pada kisaran 6 dan 7.
Kadar fosfor yang sangat rendah dalam lautan tanah pada suatu saat berarti bahwa pencucian memindahakan sedikit fosfor dari dalam tanah. Pengaruh fosfor yang terlalu sedikit atau terlalu banyak pada pertumbuhan tanaman kurang menyolok dibandingkan dengan pengaruh nitrogen dengan kalium. Tampaknya fosfor lebih mempercepat kedewasaan daripada sebagian besar hara lainnya, karena stimulasi yang berlebihan mendorong kedewasaa yang lebih awal.
Dibanding dengan daur O,N,C, dan S, daur P jauh lebih sederhana. P hanya terlarutkan dalam larutan masam atau dalam keadaan tereduksi. Maka fase larutannya terbatas (Notohadiprawiro; 1999).
Unsur P dalam bentuk H2 PO4-HPO4 2 -sangat penting untuk proses respirasi yang ada di bawah permukaan daun melalui stomata. Selanjutnya untuk regenerasi, yaitu membentuk pembelahan sel. Fosfor juga berperan penting dalam penyusunan asam nukleat dan molekul ATP untuk transfer energi.
Baik bila terjadi proses yang terjadi di permukaan daun, seperti respirasi dan transfer energi, maka otomatis struktur yang dimiliki juga mengikutinya. Pada daun aglaonema akan membuat daun terlihat lebih mengkilat dan warna lebih keluar. Sebab, P juga mendukung proses fotosintesis sebagai pabrik pengolahan makanan di tanaman.
Gejala kekurangan unsur P akan menyebabkan,warna hijau daun lebih gelap dari yang normal. Selain itu, daun di bagian bawah sering berwarna keunguan, terutama diantara tulang-tulang daun. Parahnya, di tahap kritis daun akan terlihat rapuh dan mudah layu, seperti tak mempunyai kekuatan untuk berdiri dan akhirnya menghambat pertumbuhan daun baru tanaman (Anonim 2; 2009).
C. Ketersediaaan P di Dalam Tanah
Fosfor di dalam tanah dapat dibedakan dalam dua bentuk yaitu P-organik dan P-anorganik.Kandungannya sangat bervariasi tergantung pada jenis tanah, tetapi pada umumnya rendah , Gambar 20 menunjukkan bagian dunia yang kekuranagn P (Handayanto dan Hairiyah,2007)
Posfor organik di dalam tanah terdapat sekitar 50% dari P total tanah dan bervariasi sekitar 15-80% pada kebanyakan tanah. Bentuk-bentuk fospat ini berasal dari sisa tanaman, hewan dan mikrobia. Di sini terdapat sebagai senyawa ester dari asam orthofospat yaitu inositol , fosfolipid, asam nukleat, nukleotida, dan gula posfat. Tiga senyawa yaitu inositol fospolopid dan asam nukleat amat dominan dalam tanah.Inositol fospat dapat mempunyai satu sampai enam atom P setiap unitnya, dan senyawa ini dapat ditemukan dalam tanah atau organisme hidup (bakteri) yang dibentuk secara enzimatik. Asam nukleat sebagai DNA dan RNA menyusun 1-10% P-organik total. Sel-sel mikrobia (bakteri) sangat kaya dengan asam nukleat. Jika organisme tersebut mati maka asam nukleatnya siap untuk dimineralisasi.
Ketersediaan P-organik bagi tanaman sangat tergantung pada aktivitas mikrobia untuk memineralisasikannya. Namun seringkali hasil mineralisasi ini segera bersenyawa dengan bagian-bagian anorganik untuk membentuk senyawa yang relatif sukar larut. Enzim fostafase berperan utama dalam melepaskan P dari ikatan P-organik. Enzim ini banyak dihasilkan dari mikrobia tanah,terutama yang bersifat heterotrof. Aktivitas fosfatase dalam tanah meningkat dengan meningkatnya C-organik,tetapi juga dipengaruhi oleh pH , kelembaban temperatur dan faktor lain.Dalam kebanyakan tanah total P-organik sangat berkorelasi dengan C-organik tanah, sehingga mineralisasi P meningkat dengan meningkatnya C-organik. Semakin tinggi C-organik dan semakin rendah P-organik semakin meningkat immobilisasi P. Fosfat anorganik dapat diimmobilisasi menjadi P-organik oleh mikrobia dengan jumlah yang bervariasi antara 25-100%.
Bentuk P-anorganik dapat dibedakan menjadi P aktif yang meliputi Ca-P, Al-P, Fe-P dan P tidak aktif, yang meliputi occhided-P , reductant-P , dan mineral P primer.Fospor anorganik di dalam tanah pada umumnya berasal dari mineral fluor apatit. Dalam proses hancuran iklim dihasilkan berbagai mineral P sekunder seperti hidroksi apatit, karbonat apatit, klor apatit dan lainnya sesuai dengan lingkungannya. Selain itu ion-ion fospat dengan mudah dapat bereaksi ion Fe3+,Al3+,Mn2+ dan Ca2+, ataupun terjerap pada permukaan oksida-oksida hidrat besi, aluminium dan hidrat.
P-anorganik berupa senyawa 3Ca(PO4)CaF Fluor apatit, 3Ca3(PO4)2CaCO3 Carbonat apatit, 3Ca2(PO4)2Ca(HO)2 Hidroksi apatit, 3Ca3(PO4)2CaO Oksi apatit, Ca(PO4)2CaCO3 Tri kalsium Phosfat, Ca3(PO4)2 Dikalsium phosfat, AlPO42H2O Variscit, FePO42H2O Strengit (Elfiati,2005).
D. Peranan P Untuk Tanaman
Fospor merupakan unsur hara esensial makro yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman. Tanaman memperoleh unsur P seluruhnya berasal dari tanah atau dari pemupukan serta hasil dekomposisi dan mineralisasi bahan organik. Jumlah P total dalam tanah cukup banyak, namun yang tersedia bagi tanaman jumlahnya rendah hanya 0,01 – 0,2 mg/kg tanah (Handayanto dan Hairiyah,2007).
Fospor yang diserap tanaman tidak direduksi, melainkan berada di dalam senyawa organik dan organik dalam bentuk teroksidasi. Fospor organik banyak terdapat di dalam cairan sel sebagai komponen sistim penyangga tanaman. Dalam bentuk anorganik, P terdapat sebagai fosfolipid yang merupakan komponen membran sitoplasma dan kloroplas. Fitin merupakan simpanan fospat dalam biji, gula fospat merupakan senyawa antara dalam berbagai proses metabolisme tanaman. Nukleoprotein merupakan komponen utama DNA dan RNA inti sel. ATP, ADP dan AMP merupakan senyawa berenergi tinggi untuk metabolisme.
Peranan P pada tanaman penting untuk pertumbuhan sel, pembentukan akar halus dan rambut akar, memperkuat tegakan batang agar tanaman tidak mudah rebah,pembentukan bunga , buah dan biji serta memperkuat daya tahan terhadap penyakit. Tanaman jagung menghisap unsur P dalam bentuk ion sebanyak 17 kg/ha untuk menghasilkan berat basah tanaman 4200 kg/ha (Premono,2002).
Kekurangan P pada tanaman akan mengakibatkan berbagai hambatan metabolisme, diantaranya dalam proses sintesis protein, yang menyebabkan terjadinya akumulasi karbohidrat dan ikatan-ikatan nitrogen. Kekurangan P tanaman dapat diamati secaa visual, yaitu daun-daun yang lebih tua akan berwarna kekuningan atau kemerahan karena terbentuknya pigmen antisianin. Pigmen ini terbentuk karena akumulasi gula di dalam daun sebagai akibat terhambatnya sintesa protein. Gejala lain adalah nekrotis atau kematian jaringan pada pinggir atau helai daun diikuti melemahnya batang dan akar terhambat pertumbuhannya.
Kekurangan p dalam tanah menyebabkan :
· Tanaman kerdil
· Daun-daun kecil
· Daun berwarna hijau tua
· Daun tua menunjukkan gejala klorosis dan gugur sebelum waktunya
· Pembentukan bunga dan buah terhambat dan biji kecil
· Pembentukan akar kurang baik dan bintik akar sering tidak terbentuk (Anonim 3; 2009)
Buntan (1992) menjelaskan fosfor merupakan bahan makanan utama yang digunakan oleh semua organisme untuk energi dan pertumbuhan. Secara geokimia, fosfor merupakan 11 unsur yang sangat melimpah di kerak bumi. Seperti halnya nitrogen, fosfor merupakan unsur utama di dalam proses fotosintesis. Fosfor biasanya berasal dari pupuk buatan yang kandungannya berdasarkan rasio N-P-K. Sebagai contoh 15-30-15, mengindikasikan bahwa berat persen fostor dalam pupuk buatan adalah 30% fosfor oksida (P2O5). Fosfor yang dapat dikonsumsi oleh tanaman adalah dalam bentuk fosfat, seperti diamonium fosfat ((NH4)2HPO4) atau kalsium fosfat dihidrogen(Ca(H2PO4)2).
Fosfat merupakan salah satu bahan galian yang sangat berguna untuk pembuatan pupuk. Sekitar 90% konsumsi fosfat dunia dipergunakan untuk pembuatan pupuk, sedangkan sisanya dipakai oleh industri ditergen dan makanan ternak. Mineral-mineral fosfat adalah batuan dengan kandungan fosfor yang ekonomis. Kandungan fosfor pada batuan dinyatakan dengan BPL (bone phosphate of lime) atau TPL (triphosphate of lime) yang didasarkan atas kandungan P2O5. Sebagian besar fosfat komersial yang berasal dari mineral apatit {Ca5 (PO4)3 (F,Cl,OH)} adalah kalsium fluo-fosfat dan kloro-fosfat dan sebagian kecil wavelit (fosfat aluminium hidros). Sumber lainnya berasal dari jenis slag, guano, krandalit (CaAl3(PO4)2(OH)5 .H2O), dan milisit {(Na,K) CaAl6 (PO4)4 (OH)9 3H2O}.
Apatit memiliki struktur kristal heksagonal dan biasanya dalam bentuk kristal panjang prismatik. Sifat fisik yang dimilikinya: warna putih atau putih kehijauan, hijau, kilap kaca sampai lemak, berat jenis 3,15 3,20, dan kekerasan 5. Apatit merupakan mineral asesori dari semua jenis batuan.beku, sedimen, dan metamorf. Ini juga ditemukan pada pegmatit dan urat-urat hidrotermal. Selain sebagai bahan pupuk, mineral apatit yang transparan dan berwarna bagus biasanya digunakan untuk batu permata.
Reservoir fosfor berupa lapisan batuan yang mengandung fosfor dan endapan fosfor anorganik dan organik. Fosfat biasanya tidak atau sulit terlarut dalam air, sehingga pada kasus ini tidak dapat dimanfaatkan oleh tanaman. Kehadiran mikroorganisme dapat memicu percepatan degradasi fosfat. Sumber fosfor organik dalah perbukitan guano. Di dunia, cadangan fosfat berjumlah 12 milyar ton dengan cadangan dasar sebesar 34 milyar ton. Cadangan fosfat yang ada di Indonesia adalah sekitar 2,5 juta ton endapan guano (0,17 - 43% P2O5) dan diperkirakan sekitar 9,6 juta ton fosfat marin dengan kadar 20 - 40% P2O5. Masuknya fosfor ke laut sebesar 3,3 x 1011 mol P th. Jika aktivitas manusia (anthropogenic), seperti perusakan hutan dan penggunaan pupuk dimasukkan, maka jumlah fosfor yang masuk ke laut akan meningkat sebesar 3 kali lipat, yaitu 7,4 - 15,6 x 1011 mol P th . Siklus P pada Gambar 21 (Buntan, 1992).
IV. ALAT DAN BAHAN
a. Alat : 1. Timbangan analitik
2. Spectro Photometer
3. Tabung reaksi
4. Pipet
5. Erlenmeyer 50 ml,dan
6. Corong
b. Bahan
1) P – A = larutan pengekstrak 0,030 NH4F + 0,25 HCl
I = 37 gr NH4F/liter dalam botol plastic
II = 40,4 ml HCl 37 %/liter
III = campuran 30 ml larutan I dan 50 ml larutan II jadikan 1L
2) P – B
I = 3,8 gr (NH4)6MoO24 – 4H2O dalam 300ml air 60°C
II = 50 gr H3BO3 dalM 300 ml air hangat
III = 75 ml HCl pekat + larutan I campuran + larutan II dan jadikan 1L
3) P – C
Ø Campur dan giling/aduk bersama-sama sampai rata 2,5 gr 1 amino 2 naphthol 4 Sulphanic Acid,5 gr Na2SO3 (Natrium Sulfid), dan 146 gr Na2S2O5 (Natrium Disulfat).
Ø Larutkan 8 gr / 50 ml air panas
4) Larutan stock 500 ppm P
Ø 2,1970 gr KH2PO4 kering 40°C /liter
Ø Stock 100 ppm P 5 ml
Ø Stock 500 ppm P 100 ml
V. PROSEDUR KERJA
1. Timbang 1,5 gr contoh dalam Erlenmeyer 100 ml
2. Tambahkan 15 ml (P-A)
3. Kocok 5 menit dalam skala 9 dan saring dalam tabung reaksi
4. Pipet 5 ml ekstrak dalam tabung reaksi
5. Tambahkan 5 ml P-B dan 5 tetes P-C, kocok hingga homogeny
6. Buatlah standar masing-masing 0, 0.5, 1.0, 1, 1.5, 2.0, dan 2.5 ppm P
7. Tambahkan 5 ml P-B, volume dijadikan 10 ml denagan P-A dan 5 tetes P-C
8. Kocok hingga homogeny dan biarkan 15 menit untuk intensitas warna optimal.
9. Ukur absorban/ konsentrasi dengan spektro photometer denagn panjang gelombang 660 mm
10. Buatlah grafik dari konsentrasi larutan standar dengan absorban hasil pengukuran, untuk mencari konsentrasi larutan contoh.
VI. HASIL PENGAMATAN & PERHITUNGAN
Standar
Contoh
Konsentrasi
Absorbant
Konsentrasi
Absorbant
0
0
1,4072
0,192
0,5002
0,067
0,9791
0,133
1,0081
0,137
3,7144
0,51
1,429
0,195
0,2391
0,031
Konsentrasi Standar Terhadap Absorbant Contoh
Konsentrasi
Absorbant
0
0,031
0,5002
0,133
1,0081
0,192
1,429
0,51
KADAR AIR TANAH
KEL. 1
1,0565
KEL. 2
1,0725
KEL. 3
1,0916
KEL. 4
1,057
KANDUNGAN P DALAM TANAH
P3 (Tanah Aluvial)
29,734136
P2 (Tanah PMK)
21,001695
P4 (Tanah Gambut)
81,0927808
P1 (Tanah Sambas)
5,054574
VII. PEMBAHASAN
Praktikum penetapan fosfor dengan cara metode Bray I ini ditujukan untu mengetahui jumlah P yang tersedia di dalam tanah. Variabel tanah yang kita gunakan ada empat macam, yakni tanah aluvial, tanah PMK, tanah gambut yang merupakan tanah organik, serta tanah yang berasal dari Sambas dengan dua tipe pereaksi yaitu pereaksi A dan pereaksi B.
Yang kita amati dari praktikum ini adalah untuk menentukan konsentrasi serta absorbant daripada masing-masing tanah untuk kemudian mengetahui kandungan P yang ada di masing-masing tanah dengan menggunakan rumus:
P tanah (ppm) = 15/w . 10/5 . konsentrasi larutan . [100 + KA/100]
Dimana KA adalah kadar air untuk masing-masing jenis tanah dan w adalah berat contoh. Namun sebelumnya kita harus mengukur konsentrasi serta absorbant masing-masing tanah dengan menggunakan alat spektrofotometer dengan panajng gelombang 660 mm. Dari pengukuran tersebut kita dapat melihat bahwa tanah gambut memiliki konsentrasi yang paling tinggi dibandingkan dengan ketiga tanah lainnya yakni, 3,7144. Begitu pula dengan nilai daripada absorbant yang tertinggi yang dimiliki pula oleh tanah gambut. Hal ini disebabkan karena tanah gambut memiliki sifat yang sangat berbeda dengan ketiga jenis tanah lainnya. Jika tanah aluvial, tanah PMK dan tanah dari Sambas tersebut merupakan tanah mineral yang tentu saja mengandung mineral yang tinggi, tanah gambut adalah tanah organik yang kaya akan bahan organik yang dapat menyebabkan tingginya konsentrasi dan absorbant yang dimilikinya. Setelah mengetahui nilai daripada konsentrasi dan absorbant nya kita dapat menghitung kandungan P tersedia yang berada di masing-masing tanah dengan rumus diatas serta data-data hasil pengamatan yang telah dicantumkan pada bagian hasil pengamatan dan perhitungan. Dari perhitungan tersebut, kita juga dapat melihat bahwa tanah gambut memiliki unsur hara esensial yakni P-tersedia yang tinggi. Sebaliknya, tanah mineral asal Sambas hanya memiliki kandungan P-tersedia sekitar 5 % saja.
Seperti yang diperintahkan, grafik dari konsentrasi larutan standar dengan absorbant hasil pengukuran menunjukkan garis yang lurus. Hal ini menunjukkan bahwa konsentrasi larutan standar dengan absorbant hasil pengukuran cocok dan sesuai dengan yang semestinya.
VIII. KESIMPULAN
Dari hasil praktikum, maka dapat kita simpulkan bahwa:
Tanah gambut yang merupakan tanah organik memiliki kandungan P-tersedia yang paling tinggi, yakni sekitar 80 %.
Tanah mineral asal Sambas memiliki kandungan P-tersedia yang paling rendah, yakni hanya sekitar 5 %.
Dari haisl praktikum kita dapat melihat bahwa tanah mineral rata-rata memiliki kandungan P-tersedia sebesar 5 % – 30 %. Berbeda dengan tanah organik yang memiliki kandungan P-tersedia > 80 %.
Konsentrasi dan absorbant pada tanah dapat dijadikan indikator kandungan P-tersedia yang terkandung di dalamnya.
IX. SARAN
Untuk mendapatkan hasil yang akurat, kebersihan pada saat praktikum sangat diperlukan.
Selain itu, ketelitian juga menentukan akurasi hasil daripada praktikum. Misalnya ketelitian pada saat pemipetan,dll.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim 1 ; www.wikipedia.org
Anonim2 ; www.spmabanjarbaru.sch.id/index.
Anonim 3 ; www.sulsel.litbang.deptan.go.id/index.
Buntan,A.1992. Efektivitas Bakteri Pelarut Fospat dan Kompos terhadap
Peningkatan Serapan P dan Efisiensi Pemupukan P pada Tanaman Jagung. IPB Bogor.
Elfiati,D.2005. Peranan Mikroba Pelarut P terhadap Pertumbuhan Tanaman.
Fakultas Pertanian USU.Medan
Foth, Hendry D.1994. Dasar-Dasar Ilmu Tanah.Edisi keenam.Erlangga.Jakarta.
Handayanto,E dan Hairiyah,K.2007. Biologi Tanah Landasan Pengelolaan Tanah
Sehat. Edisi 3. Pustaka Adipura.
Notohadiprawiro. 1999. Tanah dan Lingkungan. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Hal 204-205.
Premono.Widyastuti,R. 1992. Pengaruh BPF terhadap Serapan Kation Unsur
Mikro Tanaman Jagung pada Tanah Masam.Bandung
PENETAPAN FOSFOR BRAY-I (TERSEDIA)
II. TUJUAN PERCOBAAN
Untuk mengetahui berapa banyak kandungan fosfor tersedia di dalam tanah.
III. DASAR TEORI
A. Fosfor
Fosfor ialah zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens (pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan).
Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah tembaga atau perak, dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan. Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT) dan lampu fluoresen, sementara fosfor dapat ditemukan pula pada berbagai jenis mainan yang dapat berpendar dalam gelap (glow in the dark). Fosfor pada tabung sinar katoda mulai dibakukan pada sekitar Perang Dunia II dan diberi lambang huruf "P" yang diikuti dengan sebuah angka (Anonim 1; 2009)
Fosfor memainkan peranan yang sangat diperlukan seperti satu bahanb baker yang sangat universal untuk semua aktifitas biokimia dalam sel hidup. Ikatan Adenosin Trifosfat (ATP) yang berenergi tinggi melepaskan energi untuk kerja bila diubah menjadi Adenosin Difosfat ( ADP). Fosfor merupakan unsur yang sangat penting untuk tulang dan gigi. Hubungan fosfor dalam tanah dan tanaman untuk kesehatan hewan yang digembalakan diketahui dengan baik. Disini, perhatian akan dipusatkan pada perkembangan pengertian keadaan alami fosfor dari tanah dan kondisi yang mengendalikan pengambilan fosfor dari tanah oleh tanaman.
Biasanya fosfor membatasi pertumbuhan tanaman. Masalah utama dalam pengambilan fosfor dari dalam tanah oleh tanaman adalah daya larut yang rendah dari sebagian besar senyawa fosfor yang mengakibatkan konsentrasi yang rendah untuk dapat digunakan dalam larutantanah pada suatu waktu. Dan fosfor yang tersedia kebanyakan terdapat sebagai H2PO4- dalam larutan tanah. H2PO4- diimobolosasi oleh tanamandan jasad renik dan sejumlah fosfor yang nyata dalam tanah diubah menjadi bentuk organic dimineralisasi.
B. Siklus Fosfor dalam Tanah
Kulit bumi mengandung kira-kira 0,1 % fosfor. Berdasarkan hal ini, fosfor dalam satu hektas irisan alur kebanyakan tanah dapat menghasilkan 50.000 bushel biji-bijian ( 20.000 bushel per are ). Ini tidak termasuk v yang dapat diabsorbsi oleh akar pada kedalaman dibawah lapisan bajak. Fosfor bagaimanapun umumnya membatsi pertumbuhan tanaman. Masalah utama dalam pengambilan fosfor dari tanah oleh tanaman adalah kelarutan yang rendah dari sebagian besqar campuran fosfor dan konsentrasi fosfor yang dihasilkan sangat rendah dalam lapisan tanah pada setiap waktu tertentu. Sebagian besar fosfor dalam batuan beku dan bahan induk tanah terjadi sebagai apatit.
Fluorapatit (Ca10(PO4)6F2) nmerupakan sebagian besar mineral apatit yang dikenal. Fluoraptit mengandunf Fluor (F), yang mendukung struktur kristal yang sangat stabil dari tahan terhadap pelapukan. Strukturnya sama dengan tulang gigi; pemberian fluor dalam air direncanakan untuk menggabungkan fluor ke dalam gigi untuk meningkatkan ketahanan terhapap kerusakan. Apatit menahan perlahan-lahan dan fosfor tersedia terjadi sebagian besar H2PO$- dalam larutan tanhah. H2po4- diimobilisas oleh tanaman dan mikroorganisme; jumlah fosfor yang nyata dalam tanah diubah ke dalam bentuk organic selam pembentukan tanah. Seperti halnya dengan nitrogen fosfor organic dimineralisasi m( proses 3) untuk melengakapi sub siklus dari keseluruhan siklus fosfor di atas.
Perbedaan utama diantara siklus nitrogen dan fosfor dalam tanah adalah bahwa bentuk tersedia nitrogen ( ammonium dan nitrat) adalah ion-ion relative stabil yahng tetap tersedia untuk digunakan tanaman. H2PO4- sebaliknya bereaksi cepat dengan ion-ion lainnya dalam larutan tanah supaya menjadi tidak begitu mudah larut atau tidak tersedia bagi tanaman. Reaksi dengan kalium, besi dan alumunium umumnya terjadi. Fosfat juga diadsorbsi kuat pada permukaan liat oleh penempatan kembali OH dari liat ( pertukaran ligand) suatu keseimbangan dimantapkan di antara konsentrasi H2PO4- dalam larutan tanah dan bentuk mineral yang tetap. konsentrasi fosfor dalam larutan terutama merupakan suatu fungsi kelarutan bentuk fosfor yang tetap. Pada umumnya, terjadi penurunan kelarutan dan ketersediaan dalam ordo kalsium fosfat, fosfat yang diadsorbsi liat, dan besi serta alumunium fosfat (Foth, 1998).
Bentuk fosfat dominan yang tersedia bagi tanaman ad alah H2PO4-.Keberadaan air penting untuk penyerapan fosfor dalam tanah. Di dalam larutan tanah, ion merupakan fungsi pH. Bila pH turun sampai di bawah 5,5, besi dan aluminium yang terlarut meningkat sekali. Hal ini menyebabkan peningkatan fosfor sebagai besi fosfat dan aluminium fosfat. Persediaan fosfor yang terbaik adalah pada kisaran 6 dan 7.
Kadar fosfor yang sangat rendah dalam lautan tanah pada suatu saat berarti bahwa pencucian memindahakan sedikit fosfor dari dalam tanah. Pengaruh fosfor yang terlalu sedikit atau terlalu banyak pada pertumbuhan tanaman kurang menyolok dibandingkan dengan pengaruh nitrogen dengan kalium. Tampaknya fosfor lebih mempercepat kedewasaan daripada sebagian besar hara lainnya, karena stimulasi yang berlebihan mendorong kedewasaa yang lebih awal.
Dibanding dengan daur O,N,C, dan S, daur P jauh lebih sederhana. P hanya terlarutkan dalam larutan masam atau dalam keadaan tereduksi. Maka fase larutannya terbatas (Notohadiprawiro; 1999).
Unsur P dalam bentuk H2 PO4-HPO4 2 -sangat penting untuk proses respirasi yang ada di bawah permukaan daun melalui stomata. Selanjutnya untuk regenerasi, yaitu membentuk pembelahan sel. Fosfor juga berperan penting dalam penyusunan asam nukleat dan molekul ATP untuk transfer energi.
Baik bila terjadi proses yang terjadi di permukaan daun, seperti respirasi dan transfer energi, maka otomatis struktur yang dimiliki juga mengikutinya. Pada daun aglaonema akan membuat daun terlihat lebih mengkilat dan warna lebih keluar. Sebab, P juga mendukung proses fotosintesis sebagai pabrik pengolahan makanan di tanaman.
Gejala kekurangan unsur P akan menyebabkan,warna hijau daun lebih gelap dari yang normal. Selain itu, daun di bagian bawah sering berwarna keunguan, terutama diantara tulang-tulang daun. Parahnya, di tahap kritis daun akan terlihat rapuh dan mudah layu, seperti tak mempunyai kekuatan untuk berdiri dan akhirnya menghambat pertumbuhan daun baru tanaman (Anonim 2; 2009).
C. Ketersediaaan P di Dalam Tanah
Fosfor di dalam tanah dapat dibedakan dalam dua bentuk yaitu P-organik dan P-anorganik.Kandungannya sangat bervariasi tergantung pada jenis tanah, tetapi pada umumnya rendah , Gambar 20 menunjukkan bagian dunia yang kekuranagn P (Handayanto dan Hairiyah,2007)
Posfor organik di dalam tanah terdapat sekitar 50% dari P total tanah dan bervariasi sekitar 15-80% pada kebanyakan tanah. Bentuk-bentuk fospat ini berasal dari sisa tanaman, hewan dan mikrobia. Di sini terdapat sebagai senyawa ester dari asam orthofospat yaitu inositol , fosfolipid, asam nukleat, nukleotida, dan gula posfat. Tiga senyawa yaitu inositol fospolopid dan asam nukleat amat dominan dalam tanah.Inositol fospat dapat mempunyai satu sampai enam atom P setiap unitnya, dan senyawa ini dapat ditemukan dalam tanah atau organisme hidup (bakteri) yang dibentuk secara enzimatik. Asam nukleat sebagai DNA dan RNA menyusun 1-10% P-organik total. Sel-sel mikrobia (bakteri) sangat kaya dengan asam nukleat. Jika organisme tersebut mati maka asam nukleatnya siap untuk dimineralisasi.
Ketersediaan P-organik bagi tanaman sangat tergantung pada aktivitas mikrobia untuk memineralisasikannya. Namun seringkali hasil mineralisasi ini segera bersenyawa dengan bagian-bagian anorganik untuk membentuk senyawa yang relatif sukar larut. Enzim fostafase berperan utama dalam melepaskan P dari ikatan P-organik. Enzim ini banyak dihasilkan dari mikrobia tanah,terutama yang bersifat heterotrof. Aktivitas fosfatase dalam tanah meningkat dengan meningkatnya C-organik,tetapi juga dipengaruhi oleh pH , kelembaban temperatur dan faktor lain.Dalam kebanyakan tanah total P-organik sangat berkorelasi dengan C-organik tanah, sehingga mineralisasi P meningkat dengan meningkatnya C-organik. Semakin tinggi C-organik dan semakin rendah P-organik semakin meningkat immobilisasi P. Fosfat anorganik dapat diimmobilisasi menjadi P-organik oleh mikrobia dengan jumlah yang bervariasi antara 25-100%.
Bentuk P-anorganik dapat dibedakan menjadi P aktif yang meliputi Ca-P, Al-P, Fe-P dan P tidak aktif, yang meliputi occhided-P , reductant-P , dan mineral P primer.Fospor anorganik di dalam tanah pada umumnya berasal dari mineral fluor apatit. Dalam proses hancuran iklim dihasilkan berbagai mineral P sekunder seperti hidroksi apatit, karbonat apatit, klor apatit dan lainnya sesuai dengan lingkungannya. Selain itu ion-ion fospat dengan mudah dapat bereaksi ion Fe3+,Al3+,Mn2+ dan Ca2+, ataupun terjerap pada permukaan oksida-oksida hidrat besi, aluminium dan hidrat.
P-anorganik berupa senyawa 3Ca(PO4)CaF Fluor apatit, 3Ca3(PO4)2CaCO3 Carbonat apatit, 3Ca2(PO4)2Ca(HO)2 Hidroksi apatit, 3Ca3(PO4)2CaO Oksi apatit, Ca(PO4)2CaCO3 Tri kalsium Phosfat, Ca3(PO4)2 Dikalsium phosfat, AlPO42H2O Variscit, FePO42H2O Strengit (Elfiati,2005).
D. Peranan P Untuk Tanaman
Fospor merupakan unsur hara esensial makro yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman. Tanaman memperoleh unsur P seluruhnya berasal dari tanah atau dari pemupukan serta hasil dekomposisi dan mineralisasi bahan organik. Jumlah P total dalam tanah cukup banyak, namun yang tersedia bagi tanaman jumlahnya rendah hanya 0,01 – 0,2 mg/kg tanah (Handayanto dan Hairiyah,2007).
Fospor yang diserap tanaman tidak direduksi, melainkan berada di dalam senyawa organik dan organik dalam bentuk teroksidasi. Fospor organik banyak terdapat di dalam cairan sel sebagai komponen sistim penyangga tanaman. Dalam bentuk anorganik, P terdapat sebagai fosfolipid yang merupakan komponen membran sitoplasma dan kloroplas. Fitin merupakan simpanan fospat dalam biji, gula fospat merupakan senyawa antara dalam berbagai proses metabolisme tanaman. Nukleoprotein merupakan komponen utama DNA dan RNA inti sel. ATP, ADP dan AMP merupakan senyawa berenergi tinggi untuk metabolisme.
Peranan P pada tanaman penting untuk pertumbuhan sel, pembentukan akar halus dan rambut akar, memperkuat tegakan batang agar tanaman tidak mudah rebah,pembentukan bunga , buah dan biji serta memperkuat daya tahan terhadap penyakit. Tanaman jagung menghisap unsur P dalam bentuk ion sebanyak 17 kg/ha untuk menghasilkan berat basah tanaman 4200 kg/ha (Premono,2002).
Kekurangan P pada tanaman akan mengakibatkan berbagai hambatan metabolisme, diantaranya dalam proses sintesis protein, yang menyebabkan terjadinya akumulasi karbohidrat dan ikatan-ikatan nitrogen. Kekurangan P tanaman dapat diamati secaa visual, yaitu daun-daun yang lebih tua akan berwarna kekuningan atau kemerahan karena terbentuknya pigmen antisianin. Pigmen ini terbentuk karena akumulasi gula di dalam daun sebagai akibat terhambatnya sintesa protein. Gejala lain adalah nekrotis atau kematian jaringan pada pinggir atau helai daun diikuti melemahnya batang dan akar terhambat pertumbuhannya.
Kekurangan p dalam tanah menyebabkan :
· Tanaman kerdil
· Daun-daun kecil
· Daun berwarna hijau tua
· Daun tua menunjukkan gejala klorosis dan gugur sebelum waktunya
· Pembentukan bunga dan buah terhambat dan biji kecil
· Pembentukan akar kurang baik dan bintik akar sering tidak terbentuk (Anonim 3; 2009)
Buntan (1992) menjelaskan fosfor merupakan bahan makanan utama yang digunakan oleh semua organisme untuk energi dan pertumbuhan. Secara geokimia, fosfor merupakan 11 unsur yang sangat melimpah di kerak bumi. Seperti halnya nitrogen, fosfor merupakan unsur utama di dalam proses fotosintesis. Fosfor biasanya berasal dari pupuk buatan yang kandungannya berdasarkan rasio N-P-K. Sebagai contoh 15-30-15, mengindikasikan bahwa berat persen fostor dalam pupuk buatan adalah 30% fosfor oksida (P2O5). Fosfor yang dapat dikonsumsi oleh tanaman adalah dalam bentuk fosfat, seperti diamonium fosfat ((NH4)2HPO4) atau kalsium fosfat dihidrogen(Ca(H2PO4)2).
Fosfat merupakan salah satu bahan galian yang sangat berguna untuk pembuatan pupuk. Sekitar 90% konsumsi fosfat dunia dipergunakan untuk pembuatan pupuk, sedangkan sisanya dipakai oleh industri ditergen dan makanan ternak. Mineral-mineral fosfat adalah batuan dengan kandungan fosfor yang ekonomis. Kandungan fosfor pada batuan dinyatakan dengan BPL (bone phosphate of lime) atau TPL (triphosphate of lime) yang didasarkan atas kandungan P2O5. Sebagian besar fosfat komersial yang berasal dari mineral apatit {Ca5 (PO4)3 (F,Cl,OH)} adalah kalsium fluo-fosfat dan kloro-fosfat dan sebagian kecil wavelit (fosfat aluminium hidros). Sumber lainnya berasal dari jenis slag, guano, krandalit (CaAl3(PO4)2(OH)5 .H2O), dan milisit {(Na,K) CaAl6 (PO4)4 (OH)9 3H2O}.
Apatit memiliki struktur kristal heksagonal dan biasanya dalam bentuk kristal panjang prismatik. Sifat fisik yang dimilikinya: warna putih atau putih kehijauan, hijau, kilap kaca sampai lemak, berat jenis 3,15 3,20, dan kekerasan 5. Apatit merupakan mineral asesori dari semua jenis batuan.beku, sedimen, dan metamorf. Ini juga ditemukan pada pegmatit dan urat-urat hidrotermal. Selain sebagai bahan pupuk, mineral apatit yang transparan dan berwarna bagus biasanya digunakan untuk batu permata.
Reservoir fosfor berupa lapisan batuan yang mengandung fosfor dan endapan fosfor anorganik dan organik. Fosfat biasanya tidak atau sulit terlarut dalam air, sehingga pada kasus ini tidak dapat dimanfaatkan oleh tanaman. Kehadiran mikroorganisme dapat memicu percepatan degradasi fosfat. Sumber fosfor organik dalah perbukitan guano. Di dunia, cadangan fosfat berjumlah 12 milyar ton dengan cadangan dasar sebesar 34 milyar ton. Cadangan fosfat yang ada di Indonesia adalah sekitar 2,5 juta ton endapan guano (0,17 - 43% P2O5) dan diperkirakan sekitar 9,6 juta ton fosfat marin dengan kadar 20 - 40% P2O5. Masuknya fosfor ke laut sebesar 3,3 x 1011 mol P th. Jika aktivitas manusia (anthropogenic), seperti perusakan hutan dan penggunaan pupuk dimasukkan, maka jumlah fosfor yang masuk ke laut akan meningkat sebesar 3 kali lipat, yaitu 7,4 - 15,6 x 1011 mol P th . Siklus P pada Gambar 21 (Buntan, 1992).
IV. ALAT DAN BAHAN
a. Alat : 1. Timbangan analitik
2. Spectro Photometer
3. Tabung reaksi
4. Pipet
5. Erlenmeyer 50 ml,dan
6. Corong
b. Bahan
1) P – A = larutan pengekstrak 0,030 NH4F + 0,25 HCl
I = 37 gr NH4F/liter dalam botol plastic
II = 40,4 ml HCl 37 %/liter
III = campuran 30 ml larutan I dan 50 ml larutan II jadikan 1L
2) P – B
I = 3,8 gr (NH4)6MoO24 – 4H2O dalam 300ml air 60°C
II = 50 gr H3BO3 dalM 300 ml air hangat
III = 75 ml HCl pekat + larutan I campuran + larutan II dan jadikan 1L
3) P – C
Ø Campur dan giling/aduk bersama-sama sampai rata 2,5 gr 1 amino 2 naphthol 4 Sulphanic Acid,5 gr Na2SO3 (Natrium Sulfid), dan 146 gr Na2S2O5 (Natrium Disulfat).
Ø Larutkan 8 gr / 50 ml air panas
4) Larutan stock 500 ppm P
Ø 2,1970 gr KH2PO4 kering 40°C /liter
Ø Stock 100 ppm P 5 ml
Ø Stock 500 ppm P 100 ml
V. PROSEDUR KERJA
1. Timbang 1,5 gr contoh dalam Erlenmeyer 100 ml
2. Tambahkan 15 ml (P-A)
3. Kocok 5 menit dalam skala 9 dan saring dalam tabung reaksi
4. Pipet 5 ml ekstrak dalam tabung reaksi
5. Tambahkan 5 ml P-B dan 5 tetes P-C, kocok hingga homogeny
6. Buatlah standar masing-masing 0, 0.5, 1.0, 1, 1.5, 2.0, dan 2.5 ppm P
7. Tambahkan 5 ml P-B, volume dijadikan 10 ml denagan P-A dan 5 tetes P-C
8. Kocok hingga homogeny dan biarkan 15 menit untuk intensitas warna optimal.
9. Ukur absorban/ konsentrasi dengan spektro photometer denagn panjang gelombang 660 mm
10. Buatlah grafik dari konsentrasi larutan standar dengan absorban hasil pengukuran, untuk mencari konsentrasi larutan contoh.
VI. HASIL PENGAMATAN & PERHITUNGAN
Standar
Contoh
Konsentrasi
Absorbant
Konsentrasi
Absorbant
0
0
1,4072
0,192
0,5002
0,067
0,9791
0,133
1,0081
0,137
3,7144
0,51
1,429
0,195
0,2391
0,031
Konsentrasi Standar Terhadap Absorbant Contoh
Konsentrasi
Absorbant
0
0,031
0,5002
0,133
1,0081
0,192
1,429
0,51
KADAR AIR TANAH
KEL. 1
1,0565
KEL. 2
1,0725
KEL. 3
1,0916
KEL. 4
1,057
KANDUNGAN P DALAM TANAH
P3 (Tanah Aluvial)
29,734136
P2 (Tanah PMK)
21,001695
P4 (Tanah Gambut)
81,0927808
P1 (Tanah Sambas)
5,054574
VII. PEMBAHASAN
Praktikum penetapan fosfor dengan cara metode Bray I ini ditujukan untu mengetahui jumlah P yang tersedia di dalam tanah. Variabel tanah yang kita gunakan ada empat macam, yakni tanah aluvial, tanah PMK, tanah gambut yang merupakan tanah organik, serta tanah yang berasal dari Sambas dengan dua tipe pereaksi yaitu pereaksi A dan pereaksi B.
Yang kita amati dari praktikum ini adalah untuk menentukan konsentrasi serta absorbant daripada masing-masing tanah untuk kemudian mengetahui kandungan P yang ada di masing-masing tanah dengan menggunakan rumus:
P tanah (ppm) = 15/w . 10/5 . konsentrasi larutan . [100 + KA/100]
Dimana KA adalah kadar air untuk masing-masing jenis tanah dan w adalah berat contoh. Namun sebelumnya kita harus mengukur konsentrasi serta absorbant masing-masing tanah dengan menggunakan alat spektrofotometer dengan panajng gelombang 660 mm. Dari pengukuran tersebut kita dapat melihat bahwa tanah gambut memiliki konsentrasi yang paling tinggi dibandingkan dengan ketiga tanah lainnya yakni, 3,7144. Begitu pula dengan nilai daripada absorbant yang tertinggi yang dimiliki pula oleh tanah gambut. Hal ini disebabkan karena tanah gambut memiliki sifat yang sangat berbeda dengan ketiga jenis tanah lainnya. Jika tanah aluvial, tanah PMK dan tanah dari Sambas tersebut merupakan tanah mineral yang tentu saja mengandung mineral yang tinggi, tanah gambut adalah tanah organik yang kaya akan bahan organik yang dapat menyebabkan tingginya konsentrasi dan absorbant yang dimilikinya. Setelah mengetahui nilai daripada konsentrasi dan absorbant nya kita dapat menghitung kandungan P tersedia yang berada di masing-masing tanah dengan rumus diatas serta data-data hasil pengamatan yang telah dicantumkan pada bagian hasil pengamatan dan perhitungan. Dari perhitungan tersebut, kita juga dapat melihat bahwa tanah gambut memiliki unsur hara esensial yakni P-tersedia yang tinggi. Sebaliknya, tanah mineral asal Sambas hanya memiliki kandungan P-tersedia sekitar 5 % saja.
Seperti yang diperintahkan, grafik dari konsentrasi larutan standar dengan absorbant hasil pengukuran menunjukkan garis yang lurus. Hal ini menunjukkan bahwa konsentrasi larutan standar dengan absorbant hasil pengukuran cocok dan sesuai dengan yang semestinya.
VIII. KESIMPULAN
Dari hasil praktikum, maka dapat kita simpulkan bahwa:
Tanah gambut yang merupakan tanah organik memiliki kandungan P-tersedia yang paling tinggi, yakni sekitar 80 %.
Tanah mineral asal Sambas memiliki kandungan P-tersedia yang paling rendah, yakni hanya sekitar 5 %.
Dari haisl praktikum kita dapat melihat bahwa tanah mineral rata-rata memiliki kandungan P-tersedia sebesar 5 % – 30 %. Berbeda dengan tanah organik yang memiliki kandungan P-tersedia > 80 %.
Konsentrasi dan absorbant pada tanah dapat dijadikan indikator kandungan P-tersedia yang terkandung di dalamnya.
IX. SARAN
Untuk mendapatkan hasil yang akurat, kebersihan pada saat praktikum sangat diperlukan.
Selain itu, ketelitian juga menentukan akurasi hasil daripada praktikum. Misalnya ketelitian pada saat pemipetan,dll.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim 1 ; www.wikipedia.org
Anonim2 ; www.spmabanjarbaru.sch.id/index.
Anonim 3 ; www.sulsel.litbang.deptan.go.id/index.
Buntan,A.1992. Efektivitas Bakteri Pelarut Fospat dan Kompos terhadap
Peningkatan Serapan P dan Efisiensi Pemupukan P pada Tanaman Jagung. IPB Bogor.
Elfiati,D.2005. Peranan Mikroba Pelarut P terhadap Pertumbuhan Tanaman.
Fakultas Pertanian USU.Medan
Foth, Hendry D.1994. Dasar-Dasar Ilmu Tanah.Edisi keenam.Erlangga.Jakarta.
Handayanto,E dan Hairiyah,K.2007. Biologi Tanah Landasan Pengelolaan Tanah
Sehat. Edisi 3. Pustaka Adipura.
Notohadiprawiro. 1999. Tanah dan Lingkungan. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Hal 204-205.
Premono.Widyastuti,R. 1992. Pengaruh BPF terhadap Serapan Kation Unsur
Mikro Tanaman Jagung pada Tanah Masam.Bandung
Praktek Pengambilan Sampel Tanah di Lapangan
A. PENDAHULUAN
a. Latar Belakang
Tanah dapat ditafsirkan dari beberapa sudut pandang. Pengertian tanah dalam arti sempit merupakan terjemahan dari soil, sedangkan pengertian tanah dalam arti luas merupakan terjemahan dari land (lahan). Dalam pengertian soil dan land ini, maka soil adalah bagian dari land. Sebagai contohnya pengertian tanah pertanian dan lahan pertanian. Tanah pertanian dapat dikatakan sebagai media tumbuh bagi tumbuh-tumbuhan, sedangkan lahan pertanian meliputi tanah (pertanian), air (irigasi dan hujan), udara (iklim/cuaca), tumbuhan (yang dibudidayakan dan yang tidak dibudidayakan), dan batuan induk. Proses pembentukan tanah dipengaruhi oleh 5 (lima) faktor yaitu batuan induk, organisme, iklim, relief, dan waktu.
Tanah adalah badan dasar bagi semua kehidupan di bumi. Campuran yang kompleks dan subur penyusun tanah, yang berperan memberi kehidupan, merupakan bidang kajian yang sangat menarik. Tanah terdiri dari beberapa komponen padatan (bahan mineral dan organik) yang tersebar tidak teratur dan berhubungan serta tersusun dalam suatu pola geometri yang sulit untuk dijelaskan. Beberapa bagian dari bahan padatan tersusun dari partikel berbentuk kristal, sedang yang lain berbentuk gel yang tidak teratur, yang mampu menyelimuti partikel berbentuk kristal dan merubah sifat dari bahan padatan berbentuk kristal tersebut.
Laporan ini dibuat untuk melengkai dan melaporkan hasil daripada praktikum yang dilakukan mengenai pengamatan variabel sifat fisik pada taanh mineral maupun gambut.
Seperti yang kita ketahui bahwa tanah gambut adalah tanah yang terbentuk dari seresah organik yang terdekomposisi secara anaerobik dimana laju penambahan bahan organik lebih tinggi daripada laju dekomposisinya. Tanah ini terbentuk bila produksi dan penimbunan bahan organik lebih besar dari mineralisasinya. Keadaan demikian terdapat di tempat-tempat yang slelau digenangi air, sehingga sirkulasi oksigen sangat terhambat. Akibatnya dekomposisi bahan organik terhambat dan terjadilah akumulasi bahan organik.
Sedangkan tanah mineral adalah tanah-tanah yang kandungan bahan organiknya kurang dari 20% atau tanah yang mempunyai lapisan organik dengan ketebalan kurang dari 30 cm (diukur dari permukaan tanah). Tanah mineral terbentuk dari bahan induk batuan yang tersusun dari mineral-mineral, sehingga yang banyak menentukan karakteristik tanah mineral adalah mineral penyusun batuan.
Kedua jenis tanah ini tentunya memiliki sifat-sifat fisik yang berbeda. Oleh karena itu lah, kami melakukan praktikum untuk mengamati perbedaanya pada kedua tanah ini. Ada empat variabel yang kami amati, antara lain bobot isi tanah, bobot jenis partikel, kadar air tanah dan porositas tanah pada kedua tanah tersebut.
b. Materi Praktikum
à Variabilitas Beberapa Sifat Fisik Tanah Mineral dan Gambut pada Berbagai Sistem Pengelolaan Lahan.
1. Bobot Isi Tanah
Bobot isi tanah (Bulk Density) adalah ukuran pengepakan atau kompresi partikel-partikel tanah (pasir, debu, dan liat). Bobot isi tanah bervariasi bergantung pada kerekatan partikel-partikel tanah itu. Bobot isi tanah dapat digunakan untuk menunjukkan nilai batas tanah dalam membatasi kemampuan akar untuk menembus (penetrasi) tanah, dan untuk pertumbuhan akar tersebut (Pearson et al., 1995).
Bobot isi tanah ditentukan sebagai massa (berat) suatu kesatuan voulm etanah kering. Volume ini tentu saja mencakup benda padat dan pori. Bobot isi tanah akan dipengaruhi dengan kadar bahan organik yang berada di dalam tanah. Hakim et.al., (1986) menyatakan bahwa tanah dengan kandungan bahan organik tinggi memiliki bobot isi yang lebih rendah dibandingkan dengan tanah-tanah yang memiliki kandungan bahan organik yang lebih rendah. Penetapan bobot isi (Bulk Density/ BD) tanah gambut dapat dilakukan secara langsung dengan menggunakan metode bentuk bongkahan atau), tetapi kedua metode ini menghasilkan angka-angka BD yang lebih besar karena kandungan air dalam bongkahan gambut masih tinggi. Sementara itu, pengukuran bobot isi tanah gambut, lebih banyak dilakukan di laboratorium dengan menggunakan ring core. Dalam metode ring core ini, untuk menghilangkan kandungan air dalam contoh, maka tanah gambut dikeringkan dalam oven (suhu 105o C selama 12 jam) dan diberi tekanan 33 – 1500 kPa, sehingga tanah menjadi kompak dan stabil (Notohadiprawiro, 1983).
Menurut Hanafiah (2005) bahwa bobot isi tanah merupakan kerapatan tanah per satuan volume yang dinyatakan dalam dua batasan berikut ini:
(1) Kerapatan partikel (bobot partikel = BP) adalah bobot massa partikel padat per satuan volume tanah, biasanya tanah mempunyai kerapatan partikel 2,6 gram cm-3, dan;
(2) Kerapatan massa (bobot isi = BI) adalah bobot massa tanah kondisi lapangan yang dikering-ovenkan per satuan volume.
Nilai kerapatan massa tanah berbanding lurus dengan tingkat kekasaran partikel-partikel tanah, makin kasar akan makin berat. Tanah lapisan atas yang bertekstur liat dan berstruktur granuler mempunyai bobot isi (BI) antara 1,0 gram cm-3 sampai dengan 1,3 gram cm-3, sedangkan yang bertekstur kasar memiliki bobot isi antara 1,3 gram cm-3 sampai dengan 1,8 gram cm-3. Sebagai contoh pembanding adalah bobot isi air = 1 gram cm-3 = 1 ton gram cm-3.
Contoh perhitungan dalam menentukan bobot tanah dengan menggunakan bobot isi adalah sebagai berikut: 1 hekar tanah yang diasumsikan mempunyai bobot isi (BI) = 1,0 gram cm-3 dengan kedalaman 20 cm, akan mempunyai bobot tanah sebesar:
= {(volume 1 hektar tanah dengan kedalaman 20 cm) x (BI)}
= {(100 m x 100 m x 0,2 m) x (1,0 gram cm-3 )}
= {(2.000 m-3) x (1 ton m-3)}
= 2.000 ton m-3
Apabila tanah tersebut mengandung 1% bahan organik, ini berarti terdapat 20 ton m-3 bahan organik per hektar.
2. Kadar Air Tanah
Fraksi air per massa atau volume tanah dapat dicirikan dengan istilah kadar air tanah. Pada beberapa hal kandungan air suatu profil tanah dapat dinyatakan dengan satuan kedalaman, yaitu volume air yang terdapat pada kedalaman total tertentu per satuan luas lahan. Untuk mengukur kadar air tanah dapat digunakan metode pengambilan contoh tanah dan pengeringan, tahanan listrik dan penyebaran neutron ( Asadi, dkk, 2004).
Air tanah adalah air yang menempati rongga-rongga dalam lapisan geologi. Lapisan tanah yang terletak dibawah permukaan air tanah dinamakan daerah jenuh (saturated zone),sedangkan daerah tidak jenuh biasanya terletak di atas daerah jenuh sampai ke permukaan tanah, dimana rongga-rongganya berisi air dan udara. Karena air tersebut meliputi lengas tanah (soil moisture) dalam daerah akar (root zone), maka hal ini mempunyai arti yang sangat penting bagi pertanian, botani dan ilmu tanah. Antara daerah jenuh dan daerah tidak jenuh tidak ada garis batas yang tegas, karena keduanya mempunyai garis batas yang interdependent, dimana air dari kedua daerah tersebut dapat bergerak ke daerah yang lain atau sebaliknya.
Salah satu peranan tanah dalam bidang pertanian adalah sebagai tempat penyimpanan air yang sangat penting dalm hubungan kation, pelapukan bahan organik dan kegiatan jasad-jasad mikro. Hal itu hanya dapat berlangsung dengan baik bilamana tersedia air dan udara yang cukup.
Untuk mengetahui keadaan air tanah dalam hubungannya dengan pertumbuhan tanaman, maka perlu ditetapkan kadar air tanah dalam beeberapa keadaan seperti, kadar air total, kapasitas lapang dan titik layu permanen. Kadar air tanah pada kapasitas lapang adalah junlah air yang ditahan oleh tanah setelah kelebihan air gravitasi meresap ke bawah karena gaya gravitasi (Djajakirana, 1984)
3. Porositas Tanah
Tanah terdiri dari butiran dengan ruang-ruang diantara butir-butir dikenal sebagai pori-pori. Pori-pori pada umumnya merupakan suatu campuran dari udara dan air. Uji porositas tanah merupakan uji laboratorium yang digunakan untuk mengetahui persentase kadar air dan udara dalam tanah. Permasalahan dari penelitian ini adalah berapakah nilai porositas tanah pada tempat penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui nilai porositas tanah pada tempat penelitian. Kandungan bahan organik tinggi menyebabkan banyaknya pori-pori tanah.
Porositas tanah adalah kemampuan tanah dalam menyerap air. Porositas tanah erat kaitannya dengan tingkat kepadatan tanah (Bulk Density). Semakin padat tanah berarti semakin sulit untuk menyerap air, maka porositas tanah semakin kecil. Sebaliknya semakin mudah tanah menyerap air maka tanah tersebut memiliki porositas yang besar. Lalu apa keuntungan kita mengetahui porositas suatu tanah? Tinggi rendahnya porositas suatu tanah ini sangat berguna dalam menentukan tanaman yang cocok untuk tanah tersebut.Bila suatu tanah dengan porositas rendah dalam artian sulit menyerap air, maka bila kita menanam tanaman yang tidak rakus air, akan sangat menghambat bahkan merusak. Dalam keadaan air yang lama terserap (hingga tergenang) sementara tanaman yang di tanam tidak membutuhkan banyak air justru akan menjadikan kondisi lingkungan mikro di sekitar tanaman menjadi lembab akibatnya akan mempengaruhi perkembangan penyakit tanaman. Selain itu, tanaman akan mudah rusak bila tergenang air terlalu lama, karena tanaman tersebut dalam kondisi tercekam kelebihan air yang dapat menyebabkan pembusukan akar tanaman.
Cara mudah dan sederhana mengetahui porositas tanah adalah dengan menggunakan botol air kemasan bekas yang di potong tengahnya dan di lubangi bagian bawahnya. Kemudian kita masukkan tanah yang akan kita tes dan masukkan air kedalamnya. Bila air tersebut cepat menyerap dalam tanah sehingga keluar dari bagian dasar botol maka tanah tersebut memilki porositas tinggi.Begitu juga sebaliknya (Anonim 1 ; 2009).
4. Bobot Jenis Partikel
Bobot jenis partikel adalah perbandingan antara massa satuan solum tanah padat dengan volume padatan tanah. Dalam sistem metrik, bobot jenis partikel biasanya dinyatakan dalam gram per sentimeter kubik. Pada umumnya, bobot jenis partikel untuk tanah mineral berkisar antara 2,6 – 2,75. hal ini terjadi karena akuarsa, feldspar dan koloid silikat yang kerapatannya terdapat dalam kisaran ini, biasanya merupakan bagian terbesar dari tanah mineral. Selain itu, karena berat bahan organik yang lebih kecil dari berat benda padat tanah mineral yang lain dalam volume sama, jumlah bahan organik dalam suatu tanah jelas mempengaruhi bobot jenis partikel. Akibatnya tanah permukaan biasanya memiliki bobot jenis partikel yang lebih kecil dari subsoil. Dengan kata lain, semakin banyaknya bahan organik yang terkandung, maka semakin kecil lah nilai daripada bobot jenis partikel. Sedangkan, semakin banyaknya mineral berat yang terkandung di dalam tanah, maka akan semakin besar pula lah nilai bobot jenis partikel tanah tersebut (Buck & Nyle, 1982).
c. Tujuan Praktikum
à Agar mahasiswa dapat :
1. Melakukan pengambilan dan penanganan contoh tanah di lapangan dengan benar.
2. Melakukan pengukuran beberapa variabel sifat fisik tanah di laboratorium.
3. Menghitung nilai variabel sifat fisik tanah dan menginterpretasikannya.
d. Tempat Praktikum
à 1. Laboratorium : Fisika & Konservasi Tanah
2. Lapangan / lokasi : Di sekitar kampus UNTAN
e. Variabel Pengukuran
à 1. Bobot Isi Tanah
2. Bobot Jenis Partikel (BJP)
3. Kadar Air Tanah pada Kapasitas Lapang (pF 2,5)
4. Porositas Tanah
f. Bahan & Alat Praktikum
à 1. Bahan : - Kantong plastik putih
- Karet gelang
- Spidol permanen atau kertas label
- Kain kasa
- Alumunium foil
à Alat : - Ring sampel (silinder logam)
- Pisau tipis & tajam
- Penggali, parang & sekop
- Timbangan digital, eksikator & oven
- Penggaris
- Kalkulator & alat tulis menulis
B. PENGAMBILAN & PENANGANAN SAMPEL TANAH DI LAPANGAN
Untuk mengambil sampel tanah di lapangan, berikut langkah-langkahnya:
1. Ratakan dan bersihkan lapisan atas tanah yang akan diambil, kemudian letakkan ring tegak pada lapisan tanah tersebut.
2. Gali tanah di sekeliling ring dengan sekop atau pisau.
3. Iris tanah dengan pisau sampai hampir mendekati tabung.
4. Tekan ring sampai tiga perempat bagiannya masuk ke dalam tanah.
5. Letakkan ring lain tepat di atas tabung pertama, kemudian masukkan lagi sampai bagian bawah dari ring kedua masuk ke dalam tanah kira-kira 1 cm. Hal ini juga dilakukan untuk mengambil tanah pada tanah yang lebih dalam atau kedalaman 20-40 dan 40 – 60.
6. Ring beserta tanah di dalamnya digali dengan sekop atau pisau.
7. Potong tanah yang berlebih yang ada pada bagian atas dan bawah ring sampai rata sekali.
8. Tutuplah ring denagn alumunium foil.
9. Jangan lupa beri tanda atau label pada setiap ring yang menyatakan perbedaan kedalaman dan jenis tanah tersebut.
C. PENGUKURAN SAMPEL TANAH DI LABORATORIUM
Setelah sampel tanah diambil dari lapangan, maka langkah-langkah selanjutnya yang harus kita lakukan di laboratorium adalah sebagai berikut:
1. Sebelum mengambil sampel tanah di lapangan, kita harus menimbang berat kosong daripada ring terlebih dahulu. Penimbangan ini harus menggunakan timbangan digital yang ada di laboratorium.
2. Selanjutnya mengambil sampel di lapangan.
3. Kemudian mensortir sampel tanah sesuai dengan kesamaan jenis dan urutan kedalaman. Tanah sawit, tanah sawah dan gambut yang masing-masing memiliki dua kali ulangan.
4. Penimbangan sampel tanah beserta ringnya dengan menggunakan timbangan digital.
5. Sampel tanah beserta ring nya direndam dengan air.
6. Penyimpanan sampel tanah ke dalam sand box selama satu minggu untuk kemudian ditimbang kembali dengan timbangan digital.
7. Penyimpanan sampel tanah ke dalam oven selama beberapa hari. Kemudian menimbang beratnya lagi dengan timbangan digital.
8. Sampel tanah ditumbuk dan diambil 8 gram untuk dimasukkan ke dalam piknometer. Namun, sebelumnya piknometer ditimbang kosong terlebih dahulu. Begitu juga setelah piknometer telah diisi dengan tanah, harus kembali ditimbang.
D. PERHITUNGAN
1. Bobot Isi Tanah (Pb)
Untuk menghitung bobot isi tanah ini digunakan rumus :
Karena bobot isi tanah atau yang biasa disebut Dry Bulk Density adalah perbandingan antara massa total tanah dalam keadaan kering dengan volume total tanah, maka:
Dan hasil perhitungannya disajikan di dalam tabel berikut,,
HASIL PERHITUNGAN BOBOT ISI
Kedalaman (cm)
Tanah Sawit
Tanah Sawah
Tanah Gambut
I
II
I
II
I
II
0 - 20
0,29
0,25
0,24
0,23
0,19
0,22
20 - 40
0,32
0,32
0,30
0,28
0,22
0,23
40 - 60
0,33
0,34
0,31
0,28
0,25
0,23
Dengan satuan gram/cm3.
2. Kadar Air Tanah
Untuk menghitung kadar air tanah pada kapasitas lapang ini, digunakan rumus untuk mnghitung kadar air tanah secara gravimetrik (berdasarkan buku petunjuk praktikum),
Dan hasil perhitungannya disajikan dalam tabel berikut:
HASIL PERHITUNGAN KADAR AIR TANAH KAPASITAS LAPANG
Kedalaman (cm)
Tanah Sawit
Tanah Sawah
Tanah Gambut
I
II
I
II
I
II
0 - 20
123,94
207,91
314,10
299,30
443,63
1.320,34
20 - 40
98,21
94,54
129,68
175,54
469,11
892,97
40 - 60
90,07
79,44
128,49
129,42
318,24
613,35
Dengan satuan % (g/g).
3. Porositas Tanah
Untuk menghitung porositas tanah ini digunakan rumus,
Dan hasilnya adalah sebagai berikut:
HASIL PERHITUNGAN POROSITAS TANAH
Kedalaman (cm)
Tanah Sawit
Tanah Sawah
Tanah Gambut
I
II
I
II
I
II
0 - 20
89,09
90,67
91,04
91,22
92,90
91,70
20 - 40
87,96
88,11
88,82
89,62
91,65
91,41
40 - 60
87,42
87,09
88,36
89,57
90,54
91,47
Dengan satuan %.
4. Bobot Jenis Partikel (Pp)
Untuk bobot jenis partikel ini tidak dapat dihitung dengan rumus berikut dikarenakan ada data yang kurang karena tidak diamati pada praktikum.
Dimana,,
Y = bobot labu kosong + bobot tanah kering oven
X = bobot labu kosong
Z = bobot labu bersih air + air
A = bobot labu + air dingin yang telah dididihkan
d = kerapatan air pada saat temperatur pengamatan
Oleh karena itu, nilai Pp ditetapkan 2,65 gr/cm3. nilai Pp ini dibutuhkan untuk membantu menghitung nilai porositas tanah seperti yang telah dilakukan di atas.
E. PENYAJIAN DATA HASIL & PEMBAHASAN
Praktikum fisika tanah ini berjudul Variabilitas Beberapa Sifat Fisik Tanah Mineral dan Gambut pada Berbagai Sistem Pengelohan Lahan. Untuk melakukan praktikum ini dibutuhkan 3 jenis tanah yang berbeda-beda, antara lain:
§ Tanah mineral yang tertutup pepohonan, dibawah tajuk tanaman kelapa sawit (tanah 1).
§ Tanah mineral yang tertutup vegetasi sawah (tanah 2).
§ Tanah gambut yang telah diolah (tanah 3).
Oleh karena itu pengambilan sampel tanah untuk memenuhi 3 jenis tanah yang berbeda dilakukan di 3 lokasi yang berbeda pula , yaitu:
§ Lokasi 1 untuk tanah 1 Ã Di samping SMA Santun Untan.
§ Lokasi 2 untuk tanah 2 Ã Di belakang Fak.Teknik Untan.
§ Lokasi 3 untuk tanah 3 Ã Di Jalan Sepakat Dalam.
Seperti yang telah dijelaskan pada prosedur teknis pengambilan sampel tanah di lapangan sebelumnya, pengambilan sampel tanah di lapangan ini akan dilanjutkan dengan beberapa tahap perlakuan di laboratorium fisika & konservasi tanah.
Setelah pengambilan sampel di lapangan, sampel tersebut akan diolah di laboratorium. Langkah selanjutnya adalah penimbangan berat ring beserta tanah nya. Sampel tanah ini memiliki berat tanah basah. Dari berat tanah basah ini kita dapat menghitung kadar air tanah pada kapasitas lapang. Seperti yang kita ketahui bahwa kapasitas lapang adalah persentase kelembaban yang ditahan oleh tanah sesudah terjadinya drainase dan kecepatan gerakan air ke bawah menjadi sangat lambat. Keadaan ini terjadi 2 - 3 hari sesudah hujan jatuh yaitu bila tanah cukup mudah ditembus oleh air, textur dan struktur tanahnya uniform dan pori-pori tanah belum semua terisi oleh air dan temperatur yang cukup tinggi. Kelembaban pada saat ini berada di antara 5 - 40%. Selama air di dalam tanah masih lebih tinggi daripada kapasitas lapang maka tanah akan tetap lembab, ini disebabkan air kapiler selalu dapat mengganti kehilangan air karena proses evaporasi. Bila kelembaban tanah turun sampai di bawah kapasitas lapang maka air menjadi tidak mobile. Akar-akar akan membentuk cabang-cabang lebih banyak, pemanjangan lebih cepat untuk mendapatkan suatu air bagi konsumsinya. Kapasitas lapang sangat penting pula artinya karena dapat menunjukkan kandungan maksimum dari tanah dan dapat menentukan jumlah air pengairan yang diperlukan untuk membasahi tanah sampai lapisan di bawahnya. Pada hasil perhitungan kadar air tanah pada kapasitas tanah dapat diketahui bahwa semakin dalam tanah, maka kadar air tanah semakin menurun. Dengan kata lain kadar air tanah di permukaan tanah lebih tinggi daripada di subsoil.
Untuk tanah mineral dan gambut, kadar air tanah kapasitas lapang lebih tinggi di permukaan tanah nya dan lebih rendah di subsoil nya. Sedangkan bobot isi tanah mineral di permukaan tanah justru lebih rendah dibandingkan pada sub soil nya. Bobot isi tanah akan mengalami peningkatan dari permukaan tanah ke lapisan-lapisan yang berada semakin dalam. Hal ini dapat terlihat jelas dari data dan hasil perhitungan kita. Seperti yang kita ketahui bahwa bobot isi sangat dipengaruhi oleh kandungan bahan organik di dalam tanah. Karena kandungan bahan organik di permukaan tanah lebih banyak dibandingkan di tanah bagian bawah. Maka dari itu pula bobot isi di permukaan tanah lebih rendah pada lapisan tanah bagian bawah. Semakin tinggi kandungan bahan organik, maka semakin rendah pula nilai bobot isi daripada tanah itu sendiri. Pada tanah gambut, bobot isi yang diperoleh pada praktikum menunjukkan tingkat kematangan hemik (BI = ± 0,2 gr/cc). Sebenarnya, berdasarkan teori yang ada bobot isi tanah gambut akan lebih tinggi di permukaan tanah dibandingkan di lapisan yang di bawah. Namun, berdasarkan data dari lapangan menujukkan hal yang sama bahwa tanah gambut dan tanah mineral yang memiliki bobot isi tanah yang lebih rendah di permukaan tanah dan bobot isi tersebut lebih tinggi di sub soil nya. Hal ini bisa saja terjadi karena, tanah gambut yang diambil sampel tanah nya adalah tanah gambut yang telah diolah dan sudah ditanami oleh komoditi jagung. Pada saat pengambilan sampel, pada kedalaman ± 58 cm kami juga sudah mulai menemukan akan adanya tanah mineral. Hal ini lah yang menyebabkan bobot isi tanah gambut semakin tinggi di sub soilnya. Namun, peningkatan bobot isi tersebut juga tidak terlalu spesfiik seperti halnya tanah mineral, yang mana hanya mengalami kenaikan dari 0,19 – 0,25 pada ulangan pertama dan 0,22 – 0,23 pada ulangan yang kedua.
Perhitungan untuk porositas tanah menunjukkan bahwa semakin dalam lapisan tanah, maka porositas nya akan semakin rendah. Hal ini bisa dikaitkan dengan kandungan bahan organik yang ada di dalam tanah. Dengan semakin banyaknya kandungan bahan organik yang ada, maka akan semakin mempermudah tanah tersebut untuk menyerap air karena banyaknya partikel bahan organik yang mampu mengikat air tersebut. Karena pada dasarnya bahan organik lebih banyak terdapat di permukaan tanah, maka porositas tanah di permukaan akan lebih tinggi. Dan ini sesuai dengan dasar teori yang menyatakan bahwa porositas tanah berbanding terbalik dengan bobot isi daripada tanah itu sendiri.
Bobot jenis partikel atau particle density sangat dipengaruhi oleh kandungan mineral dan bahan organik yang terdapat di dalam tanah. Semakin banyak mineral yang terkadnug di dalam tanah, maka bobot jenis partikel akan semakin tinggi. Sedangkan semakin banyak nya bahan organik yang ada akan membuat bobot jenis partikel tanah semakin rendah. Dari sini dapat kita katakan bahwa tanah mineral pasti akan memiliki nilai bobot jenis partikel yang lebih tinggi daripada tanah gambut.
A. Berat Ring Kosong (gr)
Kedalaman (cm)
Tanah Sawit
Tanah Sawah
Tanah Gambut
I
II
I
II
I
II
0 - 20
73,33
72,24
74,76
74,18
76,47
74,03
20 - 40
75,08
71,83
73,59
73,42
75,75
71,19
40 - 60
71,56
70,43
76,84
73,08
72,46
72,26
B. Berat Ring + Tanah (gr)
Kedalaman (cm)
Tanah Sawit
Tanah Sawah
Tanah Gambut
I
II
I
II
I
II
0 - 20
236,72
211,97
209,01
205,71
182,75
198,31
20 - 40
255,35
249,91
240,98
228,85
200,84
199,78
40 - 60
260,01
263,83
251,15
229,34
214,16
199,95
Berat Tanah Basah ( B – A ) gr
Kedalaman (cm)
Tanah Sawit
Tanah Sawah
Tanah Gambut
I
II
I
II
I
II
0 - 20
163,39
139,73
134,25
131,53
106,28
124,28
20 - 40
180,27
178,08
167,39
155,43
125,09
128,59
40 - 60
188,45
193,4
174,31
156,26
141,7
127,69
C. Berat Ring + Tanah Dari Eksikator (gr)
Kedalaman (cm)
Tanah Sawit
Tanah Sawah
Tanah Gambut
I
II
I
II
I
II
0 - 20
243,77
221,68
217,85
213,64
201,19
206,2
20 - 40
262,19
251,31
244,42
231,91
211,71
205,71
40 - 60
262,98
268,73
253,51
233,38
218,62
206,54
D. Berat Ring + Tanah Dari Oven (gr)
Kedalaman (cm)
Tanah Sawit
Tanah Sawah
Tanah Gambut
I
II
I
II
I
II
0 - 20
146,29
117,62
107,18
107,12
96,02
82,78
20 - 40
166,03
163,37
146,47
129,83
97,73
84,14
40 - 60
170,71
178,21
149,93
141,19
106,34
90,16
Berat Tanah Kering Oven ( D – A )
Kedalaman (cm)
Tanah Sawit
Tanah Sawah
Tanah Gambut
I
II
I
II
I
II
0 - 20
72,96
45,38
32,42
32,94
19,55
8,75
20 - 40
90,95
91,54
72,88
56,41
21,98
12,95
40 - 60
99,15
107,78
73,09
68,11
33,88
17,9
Berat Piknometer & Tanah (Gr)
Tanah Sawit
Tanah Gambut
Tanah Sawah
I
II
I
II
I
II
Piknometer Kosong ( X )
35,17
35,43
33,94
34,34
34,57
34,69
Piknometer Tanah ( Y )
8
8
8
8
8
8
Piknometer + Tanah ( Z )
43,17
43,43
41,94
42,34
42,57
42,69
F. KESIMPULAN
Berdasarkan data dan hasil praktikum yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan:
Bobot isi tanah lebih tinggi di lapisan-lapisan yang di bawah (sub soil ) dibandingkan dengan di permukaan tanah nya. Bobot isi tanah dipengaruhi oleh kandungan bahan organik tanah. Semakin tinggi bahan organik, maka bobot isi akan semakin rendah. Karena bahan organik di permukaan tanah lebih banyak daripada di subsoil, maka bobot isi tanah lebih rendah di lapisan atas tanah.
Semakin dalam lapisan tanah, maka porositas nya akan semakin rendah. Hal ini bisa dikaitkan dengan kandungan bahan organik yang ada di dalam tanah. Dengan semakin banyaknya kandungan bahan organik yang ada, maka akan semakin mempermudah tanah tersebut untuk menyerap air karena banyaknya partikel bahan organik yang mampu mengikat air tersebut. Karena pada dasarnya bahan organik lebih banyak terdapat di permukaan tanah, maka porositas tanah di permukaan akan lebih tinggi.
Dari data dapat disimpulkan bahwa semakin dalam tanah, maka kadar air kapasitas lapang tanah semakin menurun. Dengan kata lain kadar air tanah di permukaan tanah lebih tinggi daripada di subsoil.
Tanah mineral memiliki nilai bobot jenis partikel yang lebih tinggi daripada tanah gambut. Hal ini dikarenakan karena tingginya kandungan bahan organik pada tanah gambut yang menyebabkan semakin rendahnya bobot jenis tanah. Dan semakin banyaknya mineral yang terkandung pada tanah mineral akan membuat tanah tersebut memiliki bobot jenis partikel yang tinggi.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim 1 ; www.gbkppontianak-serbaserbi.blogspot.com/2009/05/petani-pun-
dapat-menganalisa-tanah-nya.htm
Asadi, dkk. 2004 Buku Ajar Fisika Tanah. UNTAN-Press; Pontianak.
Buckman, Harry & Nyle C.Brandy. 1982. Ilmu Tanah. PT Bhratara Karya Aksara :
Jakarta.
Djajakirana, Gunawan. 1984. Penuntuk Dasar-Dasar Ilmu Tanah. IPB-Press : Bogor.
Hakim, N., M.Y. Nyakpa, A.M. Lubis, S.G. Nugroho, M.A. Diha, G.B. Hong, dan H.H.
Bailey. 1986. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Universitas Lampung.
Hanafiah, K. A. 2005. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Divisi Buku Perguruan Tinggi. PT.
Raja Grafindo Persada. Jakarta. 360 halaman
Notohadiprawiro, T. 1983. Selidik Cepat Ciri Tanah di Lapangan. Ghalia; Indonesia.
Pearson, C.J., Norman, D.W., & Dixon, J. 1995. Sustainable Dryland Cropping in
Relation to Soil Productivity. Dalam FAO Soils Bulletin 72. Rome:FAO.
a. Latar Belakang
Tanah dapat ditafsirkan dari beberapa sudut pandang. Pengertian tanah dalam arti sempit merupakan terjemahan dari soil, sedangkan pengertian tanah dalam arti luas merupakan terjemahan dari land (lahan). Dalam pengertian soil dan land ini, maka soil adalah bagian dari land. Sebagai contohnya pengertian tanah pertanian dan lahan pertanian. Tanah pertanian dapat dikatakan sebagai media tumbuh bagi tumbuh-tumbuhan, sedangkan lahan pertanian meliputi tanah (pertanian), air (irigasi dan hujan), udara (iklim/cuaca), tumbuhan (yang dibudidayakan dan yang tidak dibudidayakan), dan batuan induk. Proses pembentukan tanah dipengaruhi oleh 5 (lima) faktor yaitu batuan induk, organisme, iklim, relief, dan waktu.
Tanah adalah badan dasar bagi semua kehidupan di bumi. Campuran yang kompleks dan subur penyusun tanah, yang berperan memberi kehidupan, merupakan bidang kajian yang sangat menarik. Tanah terdiri dari beberapa komponen padatan (bahan mineral dan organik) yang tersebar tidak teratur dan berhubungan serta tersusun dalam suatu pola geometri yang sulit untuk dijelaskan. Beberapa bagian dari bahan padatan tersusun dari partikel berbentuk kristal, sedang yang lain berbentuk gel yang tidak teratur, yang mampu menyelimuti partikel berbentuk kristal dan merubah sifat dari bahan padatan berbentuk kristal tersebut.
Laporan ini dibuat untuk melengkai dan melaporkan hasil daripada praktikum yang dilakukan mengenai pengamatan variabel sifat fisik pada taanh mineral maupun gambut.
Seperti yang kita ketahui bahwa tanah gambut adalah tanah yang terbentuk dari seresah organik yang terdekomposisi secara anaerobik dimana laju penambahan bahan organik lebih tinggi daripada laju dekomposisinya. Tanah ini terbentuk bila produksi dan penimbunan bahan organik lebih besar dari mineralisasinya. Keadaan demikian terdapat di tempat-tempat yang slelau digenangi air, sehingga sirkulasi oksigen sangat terhambat. Akibatnya dekomposisi bahan organik terhambat dan terjadilah akumulasi bahan organik.
Sedangkan tanah mineral adalah tanah-tanah yang kandungan bahan organiknya kurang dari 20% atau tanah yang mempunyai lapisan organik dengan ketebalan kurang dari 30 cm (diukur dari permukaan tanah). Tanah mineral terbentuk dari bahan induk batuan yang tersusun dari mineral-mineral, sehingga yang banyak menentukan karakteristik tanah mineral adalah mineral penyusun batuan.
Kedua jenis tanah ini tentunya memiliki sifat-sifat fisik yang berbeda. Oleh karena itu lah, kami melakukan praktikum untuk mengamati perbedaanya pada kedua tanah ini. Ada empat variabel yang kami amati, antara lain bobot isi tanah, bobot jenis partikel, kadar air tanah dan porositas tanah pada kedua tanah tersebut.
b. Materi Praktikum
à Variabilitas Beberapa Sifat Fisik Tanah Mineral dan Gambut pada Berbagai Sistem Pengelolaan Lahan.
1. Bobot Isi Tanah
Bobot isi tanah (Bulk Density) adalah ukuran pengepakan atau kompresi partikel-partikel tanah (pasir, debu, dan liat). Bobot isi tanah bervariasi bergantung pada kerekatan partikel-partikel tanah itu. Bobot isi tanah dapat digunakan untuk menunjukkan nilai batas tanah dalam membatasi kemampuan akar untuk menembus (penetrasi) tanah, dan untuk pertumbuhan akar tersebut (Pearson et al., 1995).
Bobot isi tanah ditentukan sebagai massa (berat) suatu kesatuan voulm etanah kering. Volume ini tentu saja mencakup benda padat dan pori. Bobot isi tanah akan dipengaruhi dengan kadar bahan organik yang berada di dalam tanah. Hakim et.al., (1986) menyatakan bahwa tanah dengan kandungan bahan organik tinggi memiliki bobot isi yang lebih rendah dibandingkan dengan tanah-tanah yang memiliki kandungan bahan organik yang lebih rendah. Penetapan bobot isi (Bulk Density/ BD) tanah gambut dapat dilakukan secara langsung dengan menggunakan metode bentuk bongkahan atau), tetapi kedua metode ini menghasilkan angka-angka BD yang lebih besar karena kandungan air dalam bongkahan gambut masih tinggi. Sementara itu, pengukuran bobot isi tanah gambut, lebih banyak dilakukan di laboratorium dengan menggunakan ring core. Dalam metode ring core ini, untuk menghilangkan kandungan air dalam contoh, maka tanah gambut dikeringkan dalam oven (suhu 105o C selama 12 jam) dan diberi tekanan 33 – 1500 kPa, sehingga tanah menjadi kompak dan stabil (Notohadiprawiro, 1983).
Menurut Hanafiah (2005) bahwa bobot isi tanah merupakan kerapatan tanah per satuan volume yang dinyatakan dalam dua batasan berikut ini:
(1) Kerapatan partikel (bobot partikel = BP) adalah bobot massa partikel padat per satuan volume tanah, biasanya tanah mempunyai kerapatan partikel 2,6 gram cm-3, dan;
(2) Kerapatan massa (bobot isi = BI) adalah bobot massa tanah kondisi lapangan yang dikering-ovenkan per satuan volume.
Nilai kerapatan massa tanah berbanding lurus dengan tingkat kekasaran partikel-partikel tanah, makin kasar akan makin berat. Tanah lapisan atas yang bertekstur liat dan berstruktur granuler mempunyai bobot isi (BI) antara 1,0 gram cm-3 sampai dengan 1,3 gram cm-3, sedangkan yang bertekstur kasar memiliki bobot isi antara 1,3 gram cm-3 sampai dengan 1,8 gram cm-3. Sebagai contoh pembanding adalah bobot isi air = 1 gram cm-3 = 1 ton gram cm-3.
Contoh perhitungan dalam menentukan bobot tanah dengan menggunakan bobot isi adalah sebagai berikut: 1 hekar tanah yang diasumsikan mempunyai bobot isi (BI) = 1,0 gram cm-3 dengan kedalaman 20 cm, akan mempunyai bobot tanah sebesar:
= {(volume 1 hektar tanah dengan kedalaman 20 cm) x (BI)}
= {(100 m x 100 m x 0,2 m) x (1,0 gram cm-3 )}
= {(2.000 m-3) x (1 ton m-3)}
= 2.000 ton m-3
Apabila tanah tersebut mengandung 1% bahan organik, ini berarti terdapat 20 ton m-3 bahan organik per hektar.
2. Kadar Air Tanah
Fraksi air per massa atau volume tanah dapat dicirikan dengan istilah kadar air tanah. Pada beberapa hal kandungan air suatu profil tanah dapat dinyatakan dengan satuan kedalaman, yaitu volume air yang terdapat pada kedalaman total tertentu per satuan luas lahan. Untuk mengukur kadar air tanah dapat digunakan metode pengambilan contoh tanah dan pengeringan, tahanan listrik dan penyebaran neutron ( Asadi, dkk, 2004).
Air tanah adalah air yang menempati rongga-rongga dalam lapisan geologi. Lapisan tanah yang terletak dibawah permukaan air tanah dinamakan daerah jenuh (saturated zone),sedangkan daerah tidak jenuh biasanya terletak di atas daerah jenuh sampai ke permukaan tanah, dimana rongga-rongganya berisi air dan udara. Karena air tersebut meliputi lengas tanah (soil moisture) dalam daerah akar (root zone), maka hal ini mempunyai arti yang sangat penting bagi pertanian, botani dan ilmu tanah. Antara daerah jenuh dan daerah tidak jenuh tidak ada garis batas yang tegas, karena keduanya mempunyai garis batas yang interdependent, dimana air dari kedua daerah tersebut dapat bergerak ke daerah yang lain atau sebaliknya.
Salah satu peranan tanah dalam bidang pertanian adalah sebagai tempat penyimpanan air yang sangat penting dalm hubungan kation, pelapukan bahan organik dan kegiatan jasad-jasad mikro. Hal itu hanya dapat berlangsung dengan baik bilamana tersedia air dan udara yang cukup.
Untuk mengetahui keadaan air tanah dalam hubungannya dengan pertumbuhan tanaman, maka perlu ditetapkan kadar air tanah dalam beeberapa keadaan seperti, kadar air total, kapasitas lapang dan titik layu permanen. Kadar air tanah pada kapasitas lapang adalah junlah air yang ditahan oleh tanah setelah kelebihan air gravitasi meresap ke bawah karena gaya gravitasi (Djajakirana, 1984)
3. Porositas Tanah
Tanah terdiri dari butiran dengan ruang-ruang diantara butir-butir dikenal sebagai pori-pori. Pori-pori pada umumnya merupakan suatu campuran dari udara dan air. Uji porositas tanah merupakan uji laboratorium yang digunakan untuk mengetahui persentase kadar air dan udara dalam tanah. Permasalahan dari penelitian ini adalah berapakah nilai porositas tanah pada tempat penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui nilai porositas tanah pada tempat penelitian. Kandungan bahan organik tinggi menyebabkan banyaknya pori-pori tanah.
Porositas tanah adalah kemampuan tanah dalam menyerap air. Porositas tanah erat kaitannya dengan tingkat kepadatan tanah (Bulk Density). Semakin padat tanah berarti semakin sulit untuk menyerap air, maka porositas tanah semakin kecil. Sebaliknya semakin mudah tanah menyerap air maka tanah tersebut memiliki porositas yang besar. Lalu apa keuntungan kita mengetahui porositas suatu tanah? Tinggi rendahnya porositas suatu tanah ini sangat berguna dalam menentukan tanaman yang cocok untuk tanah tersebut.Bila suatu tanah dengan porositas rendah dalam artian sulit menyerap air, maka bila kita menanam tanaman yang tidak rakus air, akan sangat menghambat bahkan merusak. Dalam keadaan air yang lama terserap (hingga tergenang) sementara tanaman yang di tanam tidak membutuhkan banyak air justru akan menjadikan kondisi lingkungan mikro di sekitar tanaman menjadi lembab akibatnya akan mempengaruhi perkembangan penyakit tanaman. Selain itu, tanaman akan mudah rusak bila tergenang air terlalu lama, karena tanaman tersebut dalam kondisi tercekam kelebihan air yang dapat menyebabkan pembusukan akar tanaman.
Cara mudah dan sederhana mengetahui porositas tanah adalah dengan menggunakan botol air kemasan bekas yang di potong tengahnya dan di lubangi bagian bawahnya. Kemudian kita masukkan tanah yang akan kita tes dan masukkan air kedalamnya. Bila air tersebut cepat menyerap dalam tanah sehingga keluar dari bagian dasar botol maka tanah tersebut memilki porositas tinggi.Begitu juga sebaliknya (Anonim 1 ; 2009).
4. Bobot Jenis Partikel
Bobot jenis partikel adalah perbandingan antara massa satuan solum tanah padat dengan volume padatan tanah. Dalam sistem metrik, bobot jenis partikel biasanya dinyatakan dalam gram per sentimeter kubik. Pada umumnya, bobot jenis partikel untuk tanah mineral berkisar antara 2,6 – 2,75. hal ini terjadi karena akuarsa, feldspar dan koloid silikat yang kerapatannya terdapat dalam kisaran ini, biasanya merupakan bagian terbesar dari tanah mineral. Selain itu, karena berat bahan organik yang lebih kecil dari berat benda padat tanah mineral yang lain dalam volume sama, jumlah bahan organik dalam suatu tanah jelas mempengaruhi bobot jenis partikel. Akibatnya tanah permukaan biasanya memiliki bobot jenis partikel yang lebih kecil dari subsoil. Dengan kata lain, semakin banyaknya bahan organik yang terkandung, maka semakin kecil lah nilai daripada bobot jenis partikel. Sedangkan, semakin banyaknya mineral berat yang terkandung di dalam tanah, maka akan semakin besar pula lah nilai bobot jenis partikel tanah tersebut (Buck & Nyle, 1982).
c. Tujuan Praktikum
à Agar mahasiswa dapat :
1. Melakukan pengambilan dan penanganan contoh tanah di lapangan dengan benar.
2. Melakukan pengukuran beberapa variabel sifat fisik tanah di laboratorium.
3. Menghitung nilai variabel sifat fisik tanah dan menginterpretasikannya.
d. Tempat Praktikum
à 1. Laboratorium : Fisika & Konservasi Tanah
2. Lapangan / lokasi : Di sekitar kampus UNTAN
e. Variabel Pengukuran
à 1. Bobot Isi Tanah
2. Bobot Jenis Partikel (BJP)
3. Kadar Air Tanah pada Kapasitas Lapang (pF 2,5)
4. Porositas Tanah
f. Bahan & Alat Praktikum
à 1. Bahan : - Kantong plastik putih
- Karet gelang
- Spidol permanen atau kertas label
- Kain kasa
- Alumunium foil
à Alat : - Ring sampel (silinder logam)
- Pisau tipis & tajam
- Penggali, parang & sekop
- Timbangan digital, eksikator & oven
- Penggaris
- Kalkulator & alat tulis menulis
B. PENGAMBILAN & PENANGANAN SAMPEL TANAH DI LAPANGAN
Untuk mengambil sampel tanah di lapangan, berikut langkah-langkahnya:
1. Ratakan dan bersihkan lapisan atas tanah yang akan diambil, kemudian letakkan ring tegak pada lapisan tanah tersebut.
2. Gali tanah di sekeliling ring dengan sekop atau pisau.
3. Iris tanah dengan pisau sampai hampir mendekati tabung.
4. Tekan ring sampai tiga perempat bagiannya masuk ke dalam tanah.
5. Letakkan ring lain tepat di atas tabung pertama, kemudian masukkan lagi sampai bagian bawah dari ring kedua masuk ke dalam tanah kira-kira 1 cm. Hal ini juga dilakukan untuk mengambil tanah pada tanah yang lebih dalam atau kedalaman 20-40 dan 40 – 60.
6. Ring beserta tanah di dalamnya digali dengan sekop atau pisau.
7. Potong tanah yang berlebih yang ada pada bagian atas dan bawah ring sampai rata sekali.
8. Tutuplah ring denagn alumunium foil.
9. Jangan lupa beri tanda atau label pada setiap ring yang menyatakan perbedaan kedalaman dan jenis tanah tersebut.
C. PENGUKURAN SAMPEL TANAH DI LABORATORIUM
Setelah sampel tanah diambil dari lapangan, maka langkah-langkah selanjutnya yang harus kita lakukan di laboratorium adalah sebagai berikut:
1. Sebelum mengambil sampel tanah di lapangan, kita harus menimbang berat kosong daripada ring terlebih dahulu. Penimbangan ini harus menggunakan timbangan digital yang ada di laboratorium.
2. Selanjutnya mengambil sampel di lapangan.
3. Kemudian mensortir sampel tanah sesuai dengan kesamaan jenis dan urutan kedalaman. Tanah sawit, tanah sawah dan gambut yang masing-masing memiliki dua kali ulangan.
4. Penimbangan sampel tanah beserta ringnya dengan menggunakan timbangan digital.
5. Sampel tanah beserta ring nya direndam dengan air.
6. Penyimpanan sampel tanah ke dalam sand box selama satu minggu untuk kemudian ditimbang kembali dengan timbangan digital.
7. Penyimpanan sampel tanah ke dalam oven selama beberapa hari. Kemudian menimbang beratnya lagi dengan timbangan digital.
8. Sampel tanah ditumbuk dan diambil 8 gram untuk dimasukkan ke dalam piknometer. Namun, sebelumnya piknometer ditimbang kosong terlebih dahulu. Begitu juga setelah piknometer telah diisi dengan tanah, harus kembali ditimbang.
D. PERHITUNGAN
1. Bobot Isi Tanah (Pb)
Untuk menghitung bobot isi tanah ini digunakan rumus :
Karena bobot isi tanah atau yang biasa disebut Dry Bulk Density adalah perbandingan antara massa total tanah dalam keadaan kering dengan volume total tanah, maka:
Dan hasil perhitungannya disajikan di dalam tabel berikut,,
HASIL PERHITUNGAN BOBOT ISI
Kedalaman (cm)
Tanah Sawit
Tanah Sawah
Tanah Gambut
I
II
I
II
I
II
0 - 20
0,29
0,25
0,24
0,23
0,19
0,22
20 - 40
0,32
0,32
0,30
0,28
0,22
0,23
40 - 60
0,33
0,34
0,31
0,28
0,25
0,23
Dengan satuan gram/cm3.
2. Kadar Air Tanah
Untuk menghitung kadar air tanah pada kapasitas lapang ini, digunakan rumus untuk mnghitung kadar air tanah secara gravimetrik (berdasarkan buku petunjuk praktikum),
Dan hasil perhitungannya disajikan dalam tabel berikut:
HASIL PERHITUNGAN KADAR AIR TANAH KAPASITAS LAPANG
Kedalaman (cm)
Tanah Sawit
Tanah Sawah
Tanah Gambut
I
II
I
II
I
II
0 - 20
123,94
207,91
314,10
299,30
443,63
1.320,34
20 - 40
98,21
94,54
129,68
175,54
469,11
892,97
40 - 60
90,07
79,44
128,49
129,42
318,24
613,35
Dengan satuan % (g/g).
3. Porositas Tanah
Untuk menghitung porositas tanah ini digunakan rumus,
Dan hasilnya adalah sebagai berikut:
HASIL PERHITUNGAN POROSITAS TANAH
Kedalaman (cm)
Tanah Sawit
Tanah Sawah
Tanah Gambut
I
II
I
II
I
II
0 - 20
89,09
90,67
91,04
91,22
92,90
91,70
20 - 40
87,96
88,11
88,82
89,62
91,65
91,41
40 - 60
87,42
87,09
88,36
89,57
90,54
91,47
Dengan satuan %.
4. Bobot Jenis Partikel (Pp)
Untuk bobot jenis partikel ini tidak dapat dihitung dengan rumus berikut dikarenakan ada data yang kurang karena tidak diamati pada praktikum.
Dimana,,
Y = bobot labu kosong + bobot tanah kering oven
X = bobot labu kosong
Z = bobot labu bersih air + air
A = bobot labu + air dingin yang telah dididihkan
d = kerapatan air pada saat temperatur pengamatan
Oleh karena itu, nilai Pp ditetapkan 2,65 gr/cm3. nilai Pp ini dibutuhkan untuk membantu menghitung nilai porositas tanah seperti yang telah dilakukan di atas.
E. PENYAJIAN DATA HASIL & PEMBAHASAN
Praktikum fisika tanah ini berjudul Variabilitas Beberapa Sifat Fisik Tanah Mineral dan Gambut pada Berbagai Sistem Pengelohan Lahan. Untuk melakukan praktikum ini dibutuhkan 3 jenis tanah yang berbeda-beda, antara lain:
§ Tanah mineral yang tertutup pepohonan, dibawah tajuk tanaman kelapa sawit (tanah 1).
§ Tanah mineral yang tertutup vegetasi sawah (tanah 2).
§ Tanah gambut yang telah diolah (tanah 3).
Oleh karena itu pengambilan sampel tanah untuk memenuhi 3 jenis tanah yang berbeda dilakukan di 3 lokasi yang berbeda pula , yaitu:
§ Lokasi 1 untuk tanah 1 Ã Di samping SMA Santun Untan.
§ Lokasi 2 untuk tanah 2 Ã Di belakang Fak.Teknik Untan.
§ Lokasi 3 untuk tanah 3 Ã Di Jalan Sepakat Dalam.
Seperti yang telah dijelaskan pada prosedur teknis pengambilan sampel tanah di lapangan sebelumnya, pengambilan sampel tanah di lapangan ini akan dilanjutkan dengan beberapa tahap perlakuan di laboratorium fisika & konservasi tanah.
Setelah pengambilan sampel di lapangan, sampel tersebut akan diolah di laboratorium. Langkah selanjutnya adalah penimbangan berat ring beserta tanah nya. Sampel tanah ini memiliki berat tanah basah. Dari berat tanah basah ini kita dapat menghitung kadar air tanah pada kapasitas lapang. Seperti yang kita ketahui bahwa kapasitas lapang adalah persentase kelembaban yang ditahan oleh tanah sesudah terjadinya drainase dan kecepatan gerakan air ke bawah menjadi sangat lambat. Keadaan ini terjadi 2 - 3 hari sesudah hujan jatuh yaitu bila tanah cukup mudah ditembus oleh air, textur dan struktur tanahnya uniform dan pori-pori tanah belum semua terisi oleh air dan temperatur yang cukup tinggi. Kelembaban pada saat ini berada di antara 5 - 40%. Selama air di dalam tanah masih lebih tinggi daripada kapasitas lapang maka tanah akan tetap lembab, ini disebabkan air kapiler selalu dapat mengganti kehilangan air karena proses evaporasi. Bila kelembaban tanah turun sampai di bawah kapasitas lapang maka air menjadi tidak mobile. Akar-akar akan membentuk cabang-cabang lebih banyak, pemanjangan lebih cepat untuk mendapatkan suatu air bagi konsumsinya. Kapasitas lapang sangat penting pula artinya karena dapat menunjukkan kandungan maksimum dari tanah dan dapat menentukan jumlah air pengairan yang diperlukan untuk membasahi tanah sampai lapisan di bawahnya. Pada hasil perhitungan kadar air tanah pada kapasitas tanah dapat diketahui bahwa semakin dalam tanah, maka kadar air tanah semakin menurun. Dengan kata lain kadar air tanah di permukaan tanah lebih tinggi daripada di subsoil.
Untuk tanah mineral dan gambut, kadar air tanah kapasitas lapang lebih tinggi di permukaan tanah nya dan lebih rendah di subsoil nya. Sedangkan bobot isi tanah mineral di permukaan tanah justru lebih rendah dibandingkan pada sub soil nya. Bobot isi tanah akan mengalami peningkatan dari permukaan tanah ke lapisan-lapisan yang berada semakin dalam. Hal ini dapat terlihat jelas dari data dan hasil perhitungan kita. Seperti yang kita ketahui bahwa bobot isi sangat dipengaruhi oleh kandungan bahan organik di dalam tanah. Karena kandungan bahan organik di permukaan tanah lebih banyak dibandingkan di tanah bagian bawah. Maka dari itu pula bobot isi di permukaan tanah lebih rendah pada lapisan tanah bagian bawah. Semakin tinggi kandungan bahan organik, maka semakin rendah pula nilai bobot isi daripada tanah itu sendiri. Pada tanah gambut, bobot isi yang diperoleh pada praktikum menunjukkan tingkat kematangan hemik (BI = ± 0,2 gr/cc). Sebenarnya, berdasarkan teori yang ada bobot isi tanah gambut akan lebih tinggi di permukaan tanah dibandingkan di lapisan yang di bawah. Namun, berdasarkan data dari lapangan menujukkan hal yang sama bahwa tanah gambut dan tanah mineral yang memiliki bobot isi tanah yang lebih rendah di permukaan tanah dan bobot isi tersebut lebih tinggi di sub soil nya. Hal ini bisa saja terjadi karena, tanah gambut yang diambil sampel tanah nya adalah tanah gambut yang telah diolah dan sudah ditanami oleh komoditi jagung. Pada saat pengambilan sampel, pada kedalaman ± 58 cm kami juga sudah mulai menemukan akan adanya tanah mineral. Hal ini lah yang menyebabkan bobot isi tanah gambut semakin tinggi di sub soilnya. Namun, peningkatan bobot isi tersebut juga tidak terlalu spesfiik seperti halnya tanah mineral, yang mana hanya mengalami kenaikan dari 0,19 – 0,25 pada ulangan pertama dan 0,22 – 0,23 pada ulangan yang kedua.
Perhitungan untuk porositas tanah menunjukkan bahwa semakin dalam lapisan tanah, maka porositas nya akan semakin rendah. Hal ini bisa dikaitkan dengan kandungan bahan organik yang ada di dalam tanah. Dengan semakin banyaknya kandungan bahan organik yang ada, maka akan semakin mempermudah tanah tersebut untuk menyerap air karena banyaknya partikel bahan organik yang mampu mengikat air tersebut. Karena pada dasarnya bahan organik lebih banyak terdapat di permukaan tanah, maka porositas tanah di permukaan akan lebih tinggi. Dan ini sesuai dengan dasar teori yang menyatakan bahwa porositas tanah berbanding terbalik dengan bobot isi daripada tanah itu sendiri.
Bobot jenis partikel atau particle density sangat dipengaruhi oleh kandungan mineral dan bahan organik yang terdapat di dalam tanah. Semakin banyak mineral yang terkadnug di dalam tanah, maka bobot jenis partikel akan semakin tinggi. Sedangkan semakin banyak nya bahan organik yang ada akan membuat bobot jenis partikel tanah semakin rendah. Dari sini dapat kita katakan bahwa tanah mineral pasti akan memiliki nilai bobot jenis partikel yang lebih tinggi daripada tanah gambut.
A. Berat Ring Kosong (gr)
Kedalaman (cm)
Tanah Sawit
Tanah Sawah
Tanah Gambut
I
II
I
II
I
II
0 - 20
73,33
72,24
74,76
74,18
76,47
74,03
20 - 40
75,08
71,83
73,59
73,42
75,75
71,19
40 - 60
71,56
70,43
76,84
73,08
72,46
72,26
B. Berat Ring + Tanah (gr)
Kedalaman (cm)
Tanah Sawit
Tanah Sawah
Tanah Gambut
I
II
I
II
I
II
0 - 20
236,72
211,97
209,01
205,71
182,75
198,31
20 - 40
255,35
249,91
240,98
228,85
200,84
199,78
40 - 60
260,01
263,83
251,15
229,34
214,16
199,95
Berat Tanah Basah ( B – A ) gr
Kedalaman (cm)
Tanah Sawit
Tanah Sawah
Tanah Gambut
I
II
I
II
I
II
0 - 20
163,39
139,73
134,25
131,53
106,28
124,28
20 - 40
180,27
178,08
167,39
155,43
125,09
128,59
40 - 60
188,45
193,4
174,31
156,26
141,7
127,69
C. Berat Ring + Tanah Dari Eksikator (gr)
Kedalaman (cm)
Tanah Sawit
Tanah Sawah
Tanah Gambut
I
II
I
II
I
II
0 - 20
243,77
221,68
217,85
213,64
201,19
206,2
20 - 40
262,19
251,31
244,42
231,91
211,71
205,71
40 - 60
262,98
268,73
253,51
233,38
218,62
206,54
D. Berat Ring + Tanah Dari Oven (gr)
Kedalaman (cm)
Tanah Sawit
Tanah Sawah
Tanah Gambut
I
II
I
II
I
II
0 - 20
146,29
117,62
107,18
107,12
96,02
82,78
20 - 40
166,03
163,37
146,47
129,83
97,73
84,14
40 - 60
170,71
178,21
149,93
141,19
106,34
90,16
Berat Tanah Kering Oven ( D – A )
Kedalaman (cm)
Tanah Sawit
Tanah Sawah
Tanah Gambut
I
II
I
II
I
II
0 - 20
72,96
45,38
32,42
32,94
19,55
8,75
20 - 40
90,95
91,54
72,88
56,41
21,98
12,95
40 - 60
99,15
107,78
73,09
68,11
33,88
17,9
Berat Piknometer & Tanah (Gr)
Tanah Sawit
Tanah Gambut
Tanah Sawah
I
II
I
II
I
II
Piknometer Kosong ( X )
35,17
35,43
33,94
34,34
34,57
34,69
Piknometer Tanah ( Y )
8
8
8
8
8
8
Piknometer + Tanah ( Z )
43,17
43,43
41,94
42,34
42,57
42,69
F. KESIMPULAN
Berdasarkan data dan hasil praktikum yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan:
Bobot isi tanah lebih tinggi di lapisan-lapisan yang di bawah (sub soil ) dibandingkan dengan di permukaan tanah nya. Bobot isi tanah dipengaruhi oleh kandungan bahan organik tanah. Semakin tinggi bahan organik, maka bobot isi akan semakin rendah. Karena bahan organik di permukaan tanah lebih banyak daripada di subsoil, maka bobot isi tanah lebih rendah di lapisan atas tanah.
Semakin dalam lapisan tanah, maka porositas nya akan semakin rendah. Hal ini bisa dikaitkan dengan kandungan bahan organik yang ada di dalam tanah. Dengan semakin banyaknya kandungan bahan organik yang ada, maka akan semakin mempermudah tanah tersebut untuk menyerap air karena banyaknya partikel bahan organik yang mampu mengikat air tersebut. Karena pada dasarnya bahan organik lebih banyak terdapat di permukaan tanah, maka porositas tanah di permukaan akan lebih tinggi.
Dari data dapat disimpulkan bahwa semakin dalam tanah, maka kadar air kapasitas lapang tanah semakin menurun. Dengan kata lain kadar air tanah di permukaan tanah lebih tinggi daripada di subsoil.
Tanah mineral memiliki nilai bobot jenis partikel yang lebih tinggi daripada tanah gambut. Hal ini dikarenakan karena tingginya kandungan bahan organik pada tanah gambut yang menyebabkan semakin rendahnya bobot jenis tanah. Dan semakin banyaknya mineral yang terkandung pada tanah mineral akan membuat tanah tersebut memiliki bobot jenis partikel yang tinggi.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim 1 ; www.gbkppontianak-serbaserbi.blogspot.com/2009/05/petani-pun-
dapat-menganalisa-tanah-nya.htm
Asadi, dkk. 2004 Buku Ajar Fisika Tanah. UNTAN-Press; Pontianak.
Buckman, Harry & Nyle C.Brandy. 1982. Ilmu Tanah. PT Bhratara Karya Aksara :
Jakarta.
Djajakirana, Gunawan. 1984. Penuntuk Dasar-Dasar Ilmu Tanah. IPB-Press : Bogor.
Hakim, N., M.Y. Nyakpa, A.M. Lubis, S.G. Nugroho, M.A. Diha, G.B. Hong, dan H.H.
Bailey. 1986. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Universitas Lampung.
Hanafiah, K. A. 2005. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Divisi Buku Perguruan Tinggi. PT.
Raja Grafindo Persada. Jakarta. 360 halaman
Notohadiprawiro, T. 1983. Selidik Cepat Ciri Tanah di Lapangan. Ghalia; Indonesia.
Pearson, C.J., Norman, D.W., & Dixon, J. 1995. Sustainable Dryland Cropping in
Relation to Soil Productivity. Dalam FAO Soils Bulletin 72. Rome:FAO.
Respon Mikroorganisme di dalam Tanah Thd Kertas Saring
I. JUDUL PERCOBAAN
RESPON MIKROORGANISME TERHADAP KERTAS SARING DI DALAM TANAH
II. TUJUAN PERCOBAAN
Melihat respon dan aktivitas mikroorganisme dalam tanah terhadap kertas saring sebagai indikator.
III. DASAR TEORI
A. MIKROHABITAT DALAM TANAH
1. Mikrohabitat dalam struktur tanah
Di dalam tanah hidup berbagai jasad renik (mikroorganisme) yang melakukan berbagai aktivitas yang menguntungkan bagi kehidupan-kehidupan makhluk hidup lainnya karena menjadikan tanah memungkinkan untuk melangsungkan siklus kehidupan makhluk hidup.
Komposisi kualitatif populasi dalam tanah dan kualitatif alam lingkungannya dapat dikatakan sangat tergantung pada sumber dan kondisi alami dari tanah itu dan komposisi relatif dari unsur-unsur organik dan anorganik. Keadaan iklim daerah dan berbagai tanaman yang tumbuh pada tanahnya dan juga berlimpahnya mikroorganisme yang mendiami tanah itu sangat berpengaruh. Di antara beberapa faktor lainnya yang mempunyai pengaruh yang berarti pada komposisi relatif populasi mikroorganisme yaitu reaksi yang berlangsung dalam tanah, kadar kelembaban serta kondisi-kondisi serasi ( Anonim 1; 2009)
Mikroorganisme atau mikroba adalah organisme yang berukuran sangat kecil (biasanya kurang dari 1 mm) sehingga untuk mengamatinya diperlukan alat bantuan. Mikroorganisme seringkali bersel tunggal (uniselular) meskipun beberapa protista bersel tunggal masih terlihat oleh mata telanjang dan ada beberapa spesies multisel tidak terlihat mata telanjang. Ilmu yang mempelajari mikroorganisme disebut mikrobiologi. Orang yang bekerja di bidang ini disebut mikrobiologi (Anonim 2; 2009)
Secara langsung atau tidak langsung, buangan dari manusia, hewan, tumbuhan dan jasad hidup yang lain dibuang dan dikubur dalam tanah. Setelah beberapa lama, bahan-bahan tersebut berubah menjadi komponen organic dan komponen anorganik tanah. Perubahan-perubahan ini dilakukan oleh mikrobia, yakni perubahan bahan organic menjadi substansi yang menyediakan nutrient bagi tumbuhan. Tanpa aktivitas mikrobia maka segala kehidupan di bumi lambat laun akan terhambat.
Tanah merupakan campuran yang terdiri dari bahan organic, bahan anorganik, air, udara yang semuanya tercampur menjadi satu dalam keadaan yang sedemikian sempurnanya, sehingga bahan-bahan penyusun sukar dipisahkan antara satu dengan yang lainnya. Susunan rata-rata adalah 45% senyawa anorganik, 25% air, 2 % udara dan 5% senyawa organic. Senyawa organic merupakan akumulasi sisa-sisa tanaman yang sebagian telah diuraikan (humus), dan bahan organic ini sebagian besar tersusun oleh mikrobia : bakteri (misalnya, Clostridium, Rhizobium), jamur, mikroalga (alga biru, alga hijau, diatom) dan protozoa (Amoeba, Flagellata dan Cilliata). Karena itu, mikrobia merupakan bagian dari tanah yang memegang peranan yang menentukan dalam bentuk, sifat dan tekstur tanah. Umumnya mikrobia tanah lebih banayak terdapat di permukaan tanah. Makin masuk ke dalam tanah, makin berkurang penghuninya.
Susunan mikrobia tanah sebagian besar tersusun atas bakteri dan jamur baru mikroalga. Rata-raat bakteri tanah yang didapatkan adalah 320.000 – 500.000 sel bakteri per gram taanh pasir, 360.000 – 600.000 sel bakteri per gram tanah lempung, dan 2.000.000 – 200.000.000 sel baklteri per gram tanah subur yang mengandung banyak senyawa organic.
Peranan mikrobia dalam tanah yeng menguntungkan adaalah di dalam siklus mineral yang terdiri dari siklus N, siklus P, siklus S dan siklus C. ada juga mikrobia tanah yang bersifat merugikan, terutama mikrobia yang menyebabkan penyakit. Karena itu, bila tanah akan digunakan untuk percobaan, maka sebelumnya harus disterilkan lebih dahulu agar patogennya dapat dihilangkan (Waluyo, 2004).
Hanya ada beberapa lingkungan di bumi ini yang mengandung sedemikian banayak ragam mikroorganisme seperti yang terkandung di dalam tanah subur. Bakteri, cendawan, alga, protozoa dan virus secara bersama membentuk kumpulan mikroorganisme yang dapat mencapai jumlah total sampai bermilyar-milyar organisme per gram tanah (tabel di bawah ini)
Mikroorganisme
Tanah Rizosfer
Tanah Kontrol
Bakteri
1.200 x 106
53 x 106
Aktynomycetes
46 x 106
7 x 106
Cendawan
12 x 105
1 x 105
Protozoa
24 x 102
10 x 102
Alga
5 x 103
2 x 103
Kelompok Bakteri :
a. Pelaku amonifikasi
500 x 106
4 x 106
b. Anaerob penghasil gas
39 x 104
3 x 104
c. Anaerob
12 c 106
6 x 106
d. Pelaku Denitrifkasi
126 x 106
1 x 105
e. Pelaku dekomposisi selulosa aeorobis
7 x 105
1x 105
f. Pelaku dekomposisi selulosa anaeorobis
9 x 103
3 x 103
g. Pembentuk spora
930 x 103
575x 103
h. Tipe-tipe “radiobakter”
17 x 106
1 x 104
i. Azotobacter
< 1000
<1000
Keanekaragaman yang luas pada flora mikrobia tersebut merupakan masalah di dalam setiap masalah untuk mengihtung populasi total mikroorganisme yang hidup dalam suatu contoh tanah (Irianto, 2006).
Di setiap tempat seperti dalam tanah, udara maupun air selalu dijumpai mikroba. Umumnya jumlah mikroba dalam tanah lebih banyak daripada dalam air ataupun udara. Umumnya bahan organik dan senyawa anorganik lebih tinggi dalam tanah sehingga cocok untuk pertumbuhan mikroba heterotrof maupun autotrof.
Keberadaan mikroba di dalam tanah terutama dipengaruhi oleh sifat kimia dan fisika tanah. Komponen penyusun tanah yang terdiri atas pasir, debu, lempung dan bahan organik maupun bahan penyemen lain akan membentuk struktur tanah. Struktur tanah akan menentukan keberadaan oksigen dan lengas dalam tanah. Dalam hal ini akan terbentuk lingkungan mikro dalam suatu struktur tanah. Mikroba akan membentuk mikrokoloni dalam struktur tanah tersebut, dengan tempat pertumbuhan yang sesuai dengan sifat mikroba dan lingkungan yang diperlukan. Dalam suatu struktur tanah dapat dijumpai berbagai mikrokoloni seperti mikroba heterotrof pengguna bahan organik maupun bakteri autotrof,dan bakteri aerob maupun anaerob. Untuk kehidupannya, setiap jenis mikroba mempunyai kemampuan untuk merubah satu senyawa menjadi senyawa lain dalam rangka mendapatkan energi dan nutrien. Dengan demikian adanya mikroba dalam tanah menyebabkan terjadinya daur unsur-unsur seperti karbon, nitrogen, fosfor dan unsur lain di alam.
2. Lingkungan Rhizosfer
Akar tanaman merupakan habitat yang baik bagi pertumbuhan mikroba. Interaksi antara bakteri dan akar tanaman akan meningkatkan ketersediaan nutrient bagi keduanya. Permukaan akar tanaman disebut rhizoplane. Sedangkan rhizosfer adalah selapis tanah yang menyelimuti permukaan akar tanaman yang masih dipengaruhi oleh aktivitas akar. Tebal tipisnya lapisan rhizosfer antar setiap tanaman berbeda.
Rhizosfer merupakan habitat yang sangat baik bagi pertumbuhan mikroba oleh karena akar tanaman menyediakan berbagai bahan organik yang umumnya menstimulir pertumbuhan mikroba. Bahan organik yang dikeluarkan oleh akar dapat berupa:
1. Eksudat akar : bahan yang dikeluarkan dari aktivitas sel akar hidup seperti gula, asam amino, asam organik, asam lemak dan sterol, factor tumbuh, nukleotida, flavonon, enzim , dan miscellaneous.
2. Sekresi akar : bahan yang dipompakan secara aktif keluar dari akar.
3. Lisat akar : bahan yang dikeluarkan secara pasif saat autolisis sel akar.
4. Musigel : bahan sekresi akar, sisa sel epidermis, sel tudung akar yang bercampur dengan sisa sel mikroba, produk metabolit, koloid organik dan koloid anorganik.
Dengan adanya berbagai senyawa yang menstimulir pertumbuhan mikroba, menyebabkan jumlah mikroba di lingkungan rhizosfer sangat tinggi. Perbandingan jumlah mikroba dalam rhizosfer (R) dengan tanah bukan rhizosfer (S) yang disebut nisbah R/S, sering digunakan sebagai indeks kesuburan tanah. Semakin subur tanah, maka indeks R/S semakin kecil, yang menandakan nutrisi dalam tanah bukan rhizosfer juga tercukupi (subur). Sebaliknya semakin tidak subur tanah, maka indeks R/S semakin besar, yang menandakan nutrisi cukup hanya di lingkungan rhizosfer yang berasal dari bahan organik yang dikeluarkan akar, sedang di tanah non-rhizosfer nutrisi tidak mencukupi (tidak subur). Nilai R/S umumnya berkisar antara 5-20. Mikroba rhizosfer dapat memberi keuntungan bagi tanaman, oleh karena:
1. Mikroba dapat melarutkan dan menyediakan mineral seperti N,P, Fe dan unsur lain.
2. Mikroba dapat menghasilkan vitamin, asam amino, auxin dan giberelin yang dapat menstimulir pertumbuhan tanaman.
3. Mikroba menguntungkan akan menghambat pertumbuhan bakteri lain yang patogenik dengan menghasilkan antibiotik.
Pseudomonadaceae merupakan kelompok bakteri rhizosfer (rhizobacteria) yang dapat
menghasilkan senyawa yang dapat menstimulir pertumbuhan tanaman. Contoh spesies
yang telah banyak diteliti dapat merangsang pertumbuhan tanaman adalah Pseudomonas fluorescens.
B. LINGKUNGAN PERTUMBUHAN MIKROBA
Aktivitas mikroba dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungannya. Perubahan lingkungan dapat mengakibatkan perubahan sifat morfologi dan fisiologi mikroba. Beberapa kelompok mikroba sangat resisten terhadap perubahan faktor lingkungan. Mikroba tersebut dapat dengan cepat menyesuaikan diri dengan kondisi baru tersebut. Faktor lingkungan meliputi faktor-faktor abiotik (fisika dan kimia), dan faktor biotik.
FAKTOR ABIOTIK
1. Suhu
a. Suhu pertumbuhan mikroba
Pertumbuhan mikroba memerlukan kisaran suhu tertentu. Kisaran suhu pertumbuhan dibagi menjadi suhu minimum, suhu optimum, dan suhu maksimum. Suhu minimum adalah suhu terendah tetapi mikroba masih dapat hidup. Suhu optimum adalah suhu paling baik untuk pertumbuhan mikroba. Suhu maksimum adalah suhu tertinggi untuk kehidupan mikroba.
Berdasarkan kisaran suhu pertumbuhannya, mikroba dapat dikelompokkan menjadi mikroba psikrofil (kriofil), mesofil, dan termofil. Psikrofil adalah kelompok mikroba yang dapat tumbuh pada suhu 0-300C dengan suhu optimum sekitar 150C. Mesofil adalah kelompok mikroba pada umumnya, mempunyai suhu minimum 150Csuhu optimum 25-370C dan suhu maksimum 45-550C.
Mikroba yang tahan hidup pada suhu tinggi dikelompokkan dalam mikroba termofil. Mikroba ini mempunyai membran sel yang mengandung lipida jenuh, sehingga titik didihnya tinggi. Selain itu dapat memproduksi protein termasuk enzim yang tidak terdenaturasi pada suhu tinggi. Di dalam DNA-nya mengandung guanin dan sitosin dalam jumlah yang relatif besar, sehingga molekul DNA tetap stabil pada suhu tinggi. Kelompok ini mempunyai suhu minimum 40 0C, optimum pada suhu 55-60 0C dan suhu maksimum untuk pertumbuhannya 75 0C. Untuk mikroba yang tidak tumbuh dibawah suhu 30 0C dan mempunyai suhu pertumbuhan optimum pada 60 0C, dikelompokkan kedalam mikroba termofil obligat. Untuk mikroba termofil yang dapat tumbuh dibawah suhu 30 0C, dimasukkan kelompok mikroba termofil fakultatif. Bakteri yang hidup di dalam tanah dan air, umumnya bersifat mesofil, tetapi ada juga yang dapat hidup diatas 50 0C (termotoleran). Contoh bakteri termotoleran adalah Methylococcus capsulatus. Contoh bakteri termofil adalah Bacillus, Clostridium, Sulfolobus, dan bakteri pereduksi sulfat/sulfur. Bakteri yang hidup di laut (fototrof) dan bakteri besi (Gallionella) termasuk bakteri psikrofil.
b. Suhu tinggi
Apabila mikroba dihadapkan pada suhu tinggi diatas suhu maksimum, akan memberikan beberapa macam reaksi. (1) Titik kematian thermal, adalah suhu yang dapat memetikan spesies mikroba dalam waktu 10 menit pada kondisi tertentu. (2) Waktu kematian thermal, adalah waktu yang diperlukan untuk membunuh suatu spesies mikroba pada suatu suhu yang tetap. Faktor-faktor yang mempengaruhi titik kematian thermal ialah waktu, suhu, kelembaban, spora, umur mikroba, pH dan komposisi medium.
c. Suhu rendah
Apabila mikroba dihadapkan pada suhu rendah dapat menyebabkan gangguan metabolisme. Skibat-akibatnya adalah (1) Cold shock , adalah penurunan suhu yang tiba-tiba menyebabkan kematian bakteri, terutama pada bakteri muda atau pada fase logaritmik, (2) Pembekuan (freezing), adalah rusaknya sel dengan adanya kristal es di dalam air intraseluler, (3) Lyofilisasi , adalah proses pendinginan dibawah titik beku dalam keadaan vakum secara bertingkat. Proses ini dapat digunakan untuk mengawetkan mikroba karena air protoplasma langsung diuapkan tanpa melalui fase cair (sublimasi).
2. Kandungan Air (pengeringan)
Setiap mikroba memerlukan kandungan air bebas tertentu untuk hidupnya, biasanya diukur dengan parameter aw (water activity) atau kelembaban relatif. Mikroba umumnya dapat tumbuh pada aw 0,998-0,6. bakteri umumnya memerlukan aw 0,90- 0,999. Mikroba yang osmotoleran dapat hidup pada aw terendah (0,6) misalnya khamir Saccharomyces rouxii. Aspergillus glaucus dan jamur benang lain dapat tumbuh pada aw 0,8. Bakteri umumnya memerlukan aw atau kelembaban tinggi lebih dari 0,98, tetapi
bakteri halofil hanya memerlukan aw 0,75. Mikroba yang tahan kekeringan adalah yang
dapat membentuk spora, konidia atau dapat membentuk kista.
3. Tekanan Osmose
Tekanan osmose sebenarnya sangat erat hubungannya dengan kandungan air. Apabila mikroba diletakkan pada larutan hipertonis, maka selnya akan mengalami plasmolisis, yaitu terkelupasnya membran sitoplasma dari dinding sel akibat mengkerutnya sitoplasma. Apabila diletakkan pada larutan hipotonis, maka sel mikroba akan mengalami plasmoptisa, yaitu pecahnya sel karena cairan masuk ke dalam sel, sel membengkak dan akhirnya pecah. Berdasarkan tekanan osmose yang diperlukan dapat dikelompokkan menjadi :
(1) mikroba osmofil, adalah mikroba yang dapat tumbuh pada kadar gula tinggi.
(2) mikroba halofil, adalah mikroba yang dapat tumbuh pada kadar garam halogen yang tinggi.
(3) mikroba halodurik, adalah kelompok mikroba yang dapat tahan (tidak mati) tetapi tidak dapat tumbuh pada kadar garam tinggi, kadar garamnya dapat mencapai 30%. Contoh mikroba osmofil adalah beberapa jenis khamir. Khamir osmofil mampu
tumbuh pada larutan gula dengan konsentrasi lebih dari 65 % wt/wt (aw = 0,94). Contoh mikroba halofil adalah bakteri yang termasuk Archaebacterium, misalnya Halobacterium. Bakteri yang tahan pada kadar garam tinggi, umumnya mempunyai kandungan KCl yang tinggi dalam selnya. Selain itu bakteri ini memerlukan konsentrasi Kalium yang tinggi untuk stabilitas ribosomnya. Bakteri halofil ada yang mempunyai membran purple bilayer, dinding selnya terdiri dari murein, sehingga tahan terhadap ion Natrium.
4. Ion-ion & Listrik
a. Kadar ion hidrogen (pH)
Mikroba umumnya menyukai pH netral (pH 7). Beberapa bakteri dapat hidup pada pH tinggi (medium alkalin). Contohnya adalah bakteri nitrat, rhizobia, actinomycetes, dan bakteri pengguna urea. Hanya beberapa bakteri yang bersifat toleran terhadap kemasaman, misalnya Lactobacilli, Acetobacter, dan Sarcina ventriculi. Bakteri yang bersifat asidofil misalnya Thiobacillus. Jamur umumnya dapat hidup pada kisaran pH rendah. Apabila mikroba ditanam pada media dengan pH 5 maka pertumbuhan didominasi oleh jamur, tetapi apabila pH media 8 maka pertumbuhan didominasi oleh bakteri. Berdasarkan pH-nya mikroba dapat dikelompokkan menjadi 3 yaitu (a) mikroba
asidofil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 2,0-5,0, (b) mikroba mesofil (neutrofil), adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 5,5-8,0, dan (c) mikroba alkalifil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 8,4-9,5.
b. Buffer
Untuk menumbuhkan mikroba pada media memerlukan pH yang konstan, terutama pada mikroba yang dapat menghasilkan asam. Misalnya Enterobacteriaceae dan beberapa Pseudomonadaceae. Oleh karenanya ke dalam medium diberi tambahan buffer untuk menjaga agar pH nya konstan. Buffer merupakan campuran garam mono dan dibasik, maupun senyawa-senyawa organik amfoter. Sebagai contoh adalah buffer fosfat anorganik dapat mempertahankan pH diatas 7,2. Cara kerja buffe adalah garam dibasik akan mengadsorbsi ion H+ dan garam monobasik akan bereaksi dengan ion OH Ion-ion lain Logam berat seperti Hg, Ag, Cu, Au, dan Pb pada kadar rendah dapat bersifat meracun (toksis). Logam berat mempunyai daya oligodinamik, yaitu daya bunuh logam berat pada kadar rendah. Selain logam berat, ada ion-ion lain yang dapat mempengaruhi kegiatan fisiologi mikroba, yaitu ion sulfat, tartrat, klorida, nitrat, dan benzoat. Ion-ion tersebut dapat mengurangi pertumbuhan mikroba tertentu. Oleh karena itu sering digunakan untuk mengawetkan suatu bahan, misalnya digunakan dalam pengawetan makanan. Ada senyawa lain yang juga mempengaruhi fisiologi mikroba, misalnya asam benzoat, asam asetat, dan asam sorbat.
d. Listrik
Listrik dapat mengakibatkan terjadinya elektrolisis bahan penyusun medium pertumbuhan. Selain itu arus listrik dapat menghasilkan panas yang dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroba. Sel mikroba dalam suspensi akan mengalami elektroforesis apabila dilalui arus listrik. Arus listrik tegangan tinggi yang melalui suatu cairan akan menyebabkan terjadinya shock karena tekanan hidrolik listrik. Kematian mikroba akibat shock terutama disebabkan oleh oksidasi. Adanya radikal ion dari ionisasi radiasi dan terbentuknya ion logam dari elektroda juga menyebabkan kematian mikroba.
e. Radiasi
Radiasi menyebabkan ionisasi molekul-molekul di dalam protoplasma. Cahaya umumnya dapat merusak mikroba yang tidak mempunyai pigmen fotosintesis. Cahaya mempunyai pengaruh germisida, terutama cahaya bergelombang pendek dan bergelombang panjang. Pengaruh germisida dari sinar bergelombang panjang disebabkan oleh panas yang ditimbulkannya, misalnya sinar inframerah. Sinar x (0,005- 1,0 Ao), sinar ultra violet (4000-2950 Ao), dan sinar radiasi lain dapat membunuh mikroba. Apabila tingkat iradiasi yang diterima sel mikroba rendah, maka dapat menyebabkan terjadinya mutasi pada mikroba.
f. Tegangan muka
Tegangan muka mempengaruhi cairan sehingga permukaan cairan tersebut
menyerupai membran yang elastis. Seperti telah diketahui protoplasma mikroba terdapat di dalam sel yang dilindungi dinding sel, maka apabilaada perubahan tegangan muka dinding sel akan mempengaruhi pula permukaan protoplasma. Akibat selanjutnya dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroba dan bentuk morfologinya. Zat-zat seperti sabun, deterjen, dan zat-zat pembasah (surfaktan) seperti Tween80 dan Triton A20 dapat mengurangi tegangan muka cairan/larutan. Umumnya mikroba cocok pada tegangan muka yang relatif tinggi.
g. Tekanan hidrostatik
Tekanan hidrostatik mempengaruhi metabolisme dan pertumbuhan mikroba. Umumnya tekanan 1-400 atm tidak mempengaruhi atau hanya sedikit mempengaruhi metabolisme dan pertumbuhan mikroba. Tekanan hidrostatik yang lebih tinggi lagi dapat menghambat atau menghentikan pertumbuhan, oleh karena tekanan hidrostatik tinggi dapat menghambat sintesis RNA, DNA, dan protein, serta mengganggu fungsi transport membran sel maupun mengurangi aktivitas berbagai macam enzim.Tekanan diatas 100.000 pound/inchi2 menyebabkan denaturasi protein. Akan tetapi ada mikroba yang tahan hidup pada tekanan tinggi (mikroba barotoleran), dan ada mikroba yang tumbuh optimal pada tekanan tinggi sampai 16.000 pound/inchi2 (barofil). Mikroba yang hidup di laut dalam umumnya adalah barofilik atau barotoleran. Sebagai contoh adalah bakteri Spirillum.
h. Getaran
Getaran mekanik dapat merusakkan dinding sel dan membran sel mikroba. Oleh karena itu getaran mekanik banyak dipakai untuk memperoleh ekstrak sel mikroba. Isi sel dapat diperoleh dengan cara menggerus sel-sel dengan menggunakan abrasif atau dengan cara pembekuan kemudian dicairkan berulang kali. Getaran suara 100-10.000 x/ detik juga dapat digunakan untuk memecah sel.
FAKTOR BIOTIK
Di alam jarang sekali ditemukan mikroba yang hidup sebagai biakan murni, tetapi selalu berada dalam asosiasi dengan jasad-jasad lain. Antar jasad dalam satu populasi atau antar populasi jasad yang satu dengan yang lain saling berinteraksi.
1. Interaksi dalam satu populasi mikroba
Interaksi antar jasad dalam satu populasi yang sama ada dua macam, yaitu interaksi positif maupun negatif. Interaksi positif menyebabkan meningkatnya kecepatan pertumbuhan sebagai efek sampingnya. Meningkatnya kepadatan populasi, secara teoritis meningkatkan kecepatan pertumbuhan. Interaksi positif disebut juga kooperasi. Sebagai contoh adalah pertumbuhan satu sel mikroba menjadi koloni atau pertumbuhan pada fase lag (fase adaptasi). Interaksi negatif menyebabkan turunnya kecepatan pertumbuhan dengan meningkatnya kepadatan populasi. Misalnya populasi mikroba yang ditumbuhkan dalam substrat terbatas, atau adanya produk metabolik yang meracun. Interaksi negatif disebut juga kompetisi. Sebagai contoh jamur Fusarium dan Verticillium pada tanah sawah, dapat menghasilkan asam lemak dan H2S yang bersifat meracun.
2. Interaksi antar berbagai macam populasi mikroba
Apabila dua populasi yang berbeda berasosiasi, maka akan timbul berbagai macam interaksi. Interaksi tersebut menimbulkan pengaruh positif, negatif, ataupun tidak ada pengaruh antar populasi mikroba yang satu dengan yang lain.
a. Netralisme
Netralisme adalah hubungan antara dua populasi yang tidak saling mempengaruhi. Hal ini dapat terjadi pada kepadatan populasi yang sangat rendah atau secara fisik dipisahkan dalam mikrohabitat, serta populasi yang keluar dari habitat alamiahnya. Sebagai contoh interaksi antara mikroba allocthonous (nonindigenous) dengan mikroba autochthonous (indigenous), dan antar mikroba nonindigenous di atmosfer yang kepadatan populasinya sangat rendah. Netralisme juga terjadi pada keadaan mikroba tidak aktif, misal dalam keadaan kering beku, atau fase istirahat (spora, kista).
b. Komensalisme
Hubungan komensalisme antara dua populasi terjadi apabila satu populasi diuntungkan tetapi populasi lain tidak terpengaruh. Contohnya adalah:
- Bakteri Flavobacterium brevis dapat menghasilkan ekskresi sistein. Sistein dapat digunakan oleh Legionella pneumophila.
- Desulfovibrio mensuplai asetat dan H2 untuk respirasi anaerobic Methanobacterium.
c. Sinergisme
Suatu bentuk asosiasi yang menyebabkan terjadinya suatu kemampuan untuk dapat melakukan perubahan kimia tertentu di dalam substrat. Apabila asosiasi melibatkan 2 populasi atau lebih dalam keperluan nutrisi bersama, maka disebut sintropisme. Sintropisme sangat penting dalam peruraian bahan organik tanah, atau proses pembersihan air secara alami.
d. Mutualisme (Simbiosis)
Mutualisme adalah asosiasi antara dua populasi mikroba yang keduanya saling tergantung dan sama-sama mendapat keuntungan. Mutualisme sering disebut juga simbiosis. Simbiosis bersifat sangat spesifik (khusus) dan salah satu populasi anggota simbiosis tidak dapat digantikan tempatnya oleh spesies lain yang mirip. Contohnya adalah Bakteri Rhizobium sp. yang hidup pada bintil akar tanaman kacang-kacangan. Contoh lain adalah Lichenes (Lichens), yang merupakan simbiosis antara algae sianobakteria dengan fungi. Algae (phycobiont) sebagai produser yang dapat menggunakan energi cahaya untuk menghasilkan senyawa organik. Senyawa organic dapat digunakan oleh fungi (mycobiont), dan fungi memberikan bentuk perlindungan (selubung) dan transport nutrien / mineral serta membentuk faktor tumbuh untuk algae Lichenes.
e. Kompetisi
Hubungan negatif antara 2 populasi mikroba yang keduanya mengalami kerugian. Peristiwa ini ditandai dengan menurunnya sel hidup dan pertumbuhannya. Kompetisi terjadi pada 2 populasi mikroba yang menggunakan nutrien / makanan yang sama, atau dalam keadaan nutrien terbatas. Contohnya adalah antara protozoa Paramaecium caudatum dengan Paramaecium aurelia.
f. Amensalisme (Antagonisme)
Satu bentuk asosiasi antar spesies mikroba yang menyebabkan salah satu pihak dirugikan, pihak lain diuntungkan atau tidak terpengaruh apapun. Umumnya merupakan cara untuk melindungi diri terhadap populasi mikroba lain. Misalnya dengan menghasilkan senyawa asam, toksin, atau antibiotika. Contohnya adalah bakteri Acetobacter yang mengubah etanol menjadi asam asetat. Thiobacillus thiooxidans menghasilkan asam sulfat. Asam-asam tersebut dapat menghambat pertumbuhan bakteri lain. Bakteri amonifikasi menghasilkan ammonium yang dapat menghambat populasi Nitrobacter.
g. Parasitisme
Parasitisme terjadi antara dua populasi, populasi satu diuntungkan (parasit) dan populasi lain dirugikan (host / inang). Umumnya parasitisme terjadi karena keperluan nutrisi dan bersifat spesifik. Ukuran parasit biasanya lebih kecil dari inangnya. Terjadinya parasitisme memerlukan kontak secara fisik maupun metabolik serta waktu kontak yang relatif lama. Contohnya adalah bakteri Bdellovibrio yang memparasit bakteri E. coli. Jamur Trichoderma sp. memparasit jamur Agaricus sp.
h. Predasi
Hubungan predasi terjadi apabila satu organisme predator memangsa atau memakan dan mencerna organisme lain (prey). Umumnya predator berukuran lebih besar dibandingkan prey, dan peristiwanya berlangsung cepat. Contohnya adalah Protozoa (predator) dengan bakteri (prey). Protozoa Didinium nasutum (predator) dengan Paramaecium caudatum (prey), dapat dilihat di gambar sebagai berikut (Anonim 4; 2009)
C. DEKOMPOSISI BAHAN ORGANIK
Karbon didaur secara aktif antara CO2 anorganik dan macam-macam bahan organik penyusun sel hidup. Metabolisme ototrof jasad fotosintetik dan khemolitotrof menghasilkan produksi primer dari perubahan CO2 anorganik menjadi C-organik. Metabolisme respirasi dan fermentasi mikroba heterotrof mengembalikan CO2 anorganik ke atmosfer. Proses perubahan dari C-organik menjadi anorganik pada dasarnya adalah upaya mikroba dan jasad lain untuk memperoleh energi. Pada proses peruraian bahan organik dalam tanah ditemukan beberapa tahap proses. Hewan-hewan tanah termasuk cacing tanah memegang peranan penting pada penghancuran bahan organik pada tahap awal proses. Bahan organik yang masih segar akan dihancurkan secara fisik atau dipotong-potong sehingga ukurannya menjadi
lebih kecil. Perubahan selanjutnya dikerjakan oleh mikroba. Enzim-enzim yang dihasilkan oleh mikroba merubah senyawa organik secara kimia, hal ini ditandai pada bahan organik yang sedang mengalami proses peruraian maka kandungan zat organic yang mudah terurai akan menurun dengan cepat.
Unsur karbon menyusun kurang lebih 45-50 persen dari bobot kering tanaman dan binatang. Apabila bahan tersebut dirombak oleh mikroba, O2 akan digunakan untuk mengoksidasi senyawa organik dan akan dibebaskan CO2. Selama proses peruraian, mikroba akan mengasimilasi sebagian C, N, P, S, dan unsur lain untuk sintesis sel, jumlahnya berkisar antara 10-70 % tergantung kepada sifat-sifat tanah dan jenis-jenis mikroba yang aktif. Setiap 10 bagian C diperlukan 1 bagian N (nisbah C/N=10) untuk membentuk plasma sel. Dengan demikian C-organik yang dibebaskan dalam bentuk CO2 dalam keadaan aerobik hanya 60-80 % dari seluruh kandungan karbon yang ada. Hasil perombakan mikroba proses aerobik meliputi CO2, NH4, NO3, SO4, H2PO4. Pada proses anaerobik dihasilkan asam-asam organik, CH4, CO2, NH3, H2S, dan zat-zat lain yang berupa senyawa tidak teroksidasi sempurna, serta akan terbentuk biomassa tanah yang baru maupun humus sebagai hasil dekomposisi yang relatif stabil (Anonim 3; 2009)
Tanah dengan nilai peroduktivitas tanah yang tinggi, tidak hanya terdiri dari komponen-komponen padat, cair dan udara (gas) saja, akan tetapi harus mengandung jasad hidup tanah yang cukup banyak. Dengan adanya jasad hidup, maka akan mempengaruhi tingkat kesuburan tanah, karena jasad hidup memegang peranan penting dalam proses-proses pelapukan bahan organik dalam tanah sehingga unsur hara menjadi lebih tersedia bagi tanaman. Golongan-golongan utama yang menyusun populasi mikrobiologi tanah terdiri dari golongna flora dan fauna, golongan flora yang meliputi bakteri (autotrof, heterotrof), aktinomisetes, fungi, dan ganggang, golongan fauna meliputi protozoa, binatang berderajat agak lebih tinggi, nemetoda, dan cacing tanah (Rao, 1994).
IV. ALAT & BAHAN
Alat : 1. Gelas Aqua 3 buah
2. Paku yang dipanaskan (untuk melubangi gelas aqua)
Bahan : 1. Tanah
2. Kertas Saring & Kertas Label
3. Air
V. PROSEDUR KERJA
1. Siapkan 3 buah gelas aqua yang telah di lubangi bawahnya sebanyak 4-6 lubang. Kemudian kertas saring dengan ukuran 4x1cm dan sampel tanah.
2. Masukkan tanah ke dalam masing-masing gelas aqua yang telah di sediakan hingga gelas aqua tersebut penuh oleh tanah.
3. Kemudian tanah tersebut di lubangi tengahnya.
4. Setelah tanah di lubangi,masukkan kertas saring ke dalam tanah yang telah di lubangi tersebut hingga kertas saring masuk sedalam 2 cm di dalam dan 1 cm di atas permukaan tanah.
5. Kemudian tanah tersebut di rapikan hingga lubang yang sudah di buat tertutup seperti semula dan di simpan di tempat yang tidak terkena sinar matahari secara langsung.
6. Setelah 1 minggu di diamkan, maka masing-masing tanah di dalam gelas aqua tersebut di beri perlakuan dengan penyiraman selama 14 hari/2 minggu berturut-turut dalam rentang waktu 2 kali sehari.
7. Pengamatan di lakukan terhadap masing-masing kertas saring,apakah kertas saring tersebut hancur atau tidak.
8. Bandingkan variabel masing-masing kertas saring di dalam gelas aqua yang terisi tanah tersebut.
9. Bahas dan simpulkan.
VI. HASIL PENGAMATAN
Berdasarkan perlakuan yang diberikan selama 2 minggu, maka hasil dari pengamatannya adalah sebagai berikut:
HASIL PENGAMATAN
Hasil Pengamatan
Gelas 1
Gelas 2
Gelas 3
a. Kertas di dalam tanah sedalam ± 2 cm habis termakan oleh mikroorganisme dalam tanah tersebut.
b. Tumbuh 1 jenis gulma yang sama seperti pada Gelas 1, namun hanya 1 buah.
a. Kertas di dalam tanah sedalam ± 2 cm habis termakan oleh mikroorganisme dalam tanah tersebut.
b. Tidak ada tumbuh gulma atau tumbuhan apapun.
a. Kertas di dalam tanah sedalam ± 2 cm habis termakan oleh mikroorganisme dalam tanah tersebut.
b. Tumbuh 1 jenis gulma sebanyak 3 buah.
PENGAMATAN SECARA DETAIL
Waktu Pengamatan
Gelas 1
Gelas 2
Gelas 3
Hari ke-2
Timbul 1 bercak yang berwarna coklat kehitaman
Belum ada bercak.
Timbul 2 bercak yang berwarna coklat kehitaman.
Hari ke-4
Timbul 6 bercak yang berwarna coklat kehitaman
Timbul 1 bercak yang berwarna coklat kehitaman
Timbul 5 bercak yang berwarna coklat kehitaman
Hari ke-6
Kertas yang berada di dalam tanah sudah mulai diuraikan oleh mikroorganisme yang ditandai dengan bolongnya kertas saring tersebut.
Timbul 5 bercak yang berwarna coklat kehitaman
Kertas yang berada di dalam tanah sudah mulai diuraikan oleh mikroorganisme yang ditandai dengan bolongnya kertas saring tersebut.
Hari ke-8
Kerusakan pada kertas saring bertambah.
Kertas yang berada di dalam tanah sudah mulai diuraikan oleh mikroorganisme yang ditandai dengan bolongnya kertas saring tersebut.
Kerusakan pada kertas saring bertambah.
Hari ke-10
Kertas yang berada di dalam tanah sedalam 2 cm mengalami kerusakan dan habis terurai mikroorganisme dalam tanah.
Kerusakan pada kertas saring bertambah.
Kertas yang berada di dalam tanah sedalam 2 cm mengalami kerusakan dan habis terurai mikroorganisme dalam tanah.
Hari ke-12
Kertas di dalam tanah habis terurai.
Kerusakan pada kertas saring bertambah.
Kertas di dalam tanah habis terurai.
Hari ke-14
Kertas di dalam tanah habis terurai.
Kertas di dalam tanah habis terurai.
Kertas di dalam tanah habis terurai.
Keterangan :
Kertas saring yang berada di dalam tanah habis terurai oleh mikroorganisme dan hanya menyisakan kertas yang berada di atas permukaan tanah (1 cm).
VII. PEMBAHASAN
Dari pengamatan yang telah di lakukan selama 14 hari/ 2 minggu berturut-turut dapat dilihat hasil kertas saring dari masing-masing gelas aqua yang terisi oleh tanah. Gelas pertama, kedua, dan ketiga setelah mengalami perlakuan penyiraman pada hari ke 4, kertas mengalami bercak-bercak yang berwarna coklat kehitaman. Namun pada hari ke 6, dua dari tiga kertas saring tersebut sudah mengalami bolong-bolong yang mana perlakuan di lakukan terus dengan penyiraman 2 hari sekali. Setelah hari ke 8, pengamatan di lakukan dan hasil dari masing-masing kertas menujukkan bahwa kerusakan daripada kertas saring tersebut semakin bertambah. Dan pada akhir pengamatan, pad ahari ke-14 telah menujukkan bahwa mikroorganisme di dalam tanah tersebut telah berhasil menguraikan sleuruh kertas saring yang berada di dalam tanah pada ketiga gelas aqua. Hal ini dikarenakan adanya mikroorganisme di dalam tanah di masing-masing gelas aqua tersebut. Dengan adanya kertas saring tersebut dengan perlakuan penyiraman selama 2 hari sekali dalam kurun waktu 2 minggu/14 hari tentunya akan meningkatkan aktivitas mikrobia di dalan tanah untuk menguraikan kertas saring. Seperti yang kita ketahui bahwa kertas tersebut merupakan karbohidrat yang merupakan makanan daripada mikroorganisme di dalam tanah. Selain kertas saring yang habis terurai, dari dua gelas aqua juga tampak akan tumbuhnya gulma di atas permukaan tanah. Hanya pada gelas aqua yang kedua saja tidak tumbuh gulma. Berdasarkan hasil pengamatan, gelas aqua nomor dua juga memiliki laju aktivitas mikroorganisme yang paling rendah bila dibandingkan dengan yang lainnya.
Penambahan bahan organik yang berupa kertas saring yang mengandung karbohidrat ini dapat meningkatkan populasi mikroorganisme tanah, diantaranya bakteri, jamur maupun mikroorganisme tanah lainnya. Karena bahan organik digunakan oleh mikroorganisme tanah sebagai penyusun tubuh dan sumber energi serta bahan makanan bagi siklus hidupnya di dalam tanah tersebut. Mikroorganisme tanah saling berinteraksi dengan kebutuhannya akan bahan organik karena bahan organik menyediakan karbon sebagai sumber energi. Kegiatan jasad mikro atau mikroorganisme dalam membantu dekomposisi bahan organik dalam tanah meningkat. Bahan organik segar yang ditambahkan ke dalam tanah akan dicerna oleh berbagai jasad renik yang ada dalam tanah dan selanjutnya didekomposisisi jika faktor lingkungan mendukung terjadinya proses tersebut. Dekomposisi berarti perombakan yang dilakukan oleh sejumlah mikroorganisme (unsur biologi dalam tanah) dari senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana. Makin banyak bahan organik maka makin banyak pula populasi jasad mikro dalam tanah.
VIII. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengamatan pada praktikum, maka dapat disimpulkan bahwa :
Mikroorganisme di dalam tanah aktif menguraikan kertas saring yang mengandung karbohidrat untuk dijadikan sebagai energi bagi mikroorganisme tersebut.
Penyiraman tanah secara teratur (2 hari sekali selama2 minggu) mengakibatkan meningkatnya aktivitas daripada mikroorganisme di dalam tanah.
Intensitas cahaya matahri juga akan mempengaruhi aktivitas daripada mikroorganisme dalam tanah.
Perlakuan yang sama yang diberikan terhadap ketiga gelas tersebut menunjukkan hasil akhir yang sama, yakni habisnya kertas saring yang dibenamkan ke dalam tanah sedalam ± 2 cm akibat dari aktivitas mikroorganisme. Akan tetapi, laju aktivitas dan proses perkembangan daripada mikroorganisme pada ketiga gelas menunjukkan perkembangan yang berbeda-beda dalam setiap pengamatan.
IX. SARAN
Penyiraman media tanah harus dilakukan secara teratur untuk menjaga kelembaban dalam taanh tersebut.
Media tanah harus diletakkan di tempat yang tidak terkena sinar matahri secara langsung. Hal ini ditujukan untuk mengurangi penguapan dan menjaga kelembaban dalam tanah tersebut.
Pengamatan kertas saring yang terurai di dalam tanah tersebut harus dilakukan secara teratur mengingat perubahan yang terjadi akibat aktivitas mikroorganisme ralatif cepat.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim 1; www.cyber-biology.blogspot.com/2008/09/bab-i-pendahuluan 1_6770.html
Anonim 2 ; www.wikipedia.org/mikroorganisme
Anonim 3 ; www.sumarsih07.files.wordpress.com/vi-mikroba-dan-kesuburan tanah.
Anonim 4 ; www.sumarsih07.files.wordpress.com/ii-lingkungan pertumbuhan-mikroba.
Irianto, Koes . 2006. Mikrobiologi Menguak Dunia Mikroorganisme. CV. Yrama Widya :
Bandung.
Rao, N. S. S. 1994. Mikroorganisme Tanah dan Pertumbuhan Tanaman. Penerbit
Universitas Indonesia. Jakarta.
Waluyo, Lud. 2005. Mikrobiologi Umum. UMM Press : Malang.
RESPON MIKROORGANISME TERHADAP KERTAS SARING DI DALAM TANAH
II. TUJUAN PERCOBAAN
Melihat respon dan aktivitas mikroorganisme dalam tanah terhadap kertas saring sebagai indikator.
III. DASAR TEORI
A. MIKROHABITAT DALAM TANAH
1. Mikrohabitat dalam struktur tanah
Di dalam tanah hidup berbagai jasad renik (mikroorganisme) yang melakukan berbagai aktivitas yang menguntungkan bagi kehidupan-kehidupan makhluk hidup lainnya karena menjadikan tanah memungkinkan untuk melangsungkan siklus kehidupan makhluk hidup.
Komposisi kualitatif populasi dalam tanah dan kualitatif alam lingkungannya dapat dikatakan sangat tergantung pada sumber dan kondisi alami dari tanah itu dan komposisi relatif dari unsur-unsur organik dan anorganik. Keadaan iklim daerah dan berbagai tanaman yang tumbuh pada tanahnya dan juga berlimpahnya mikroorganisme yang mendiami tanah itu sangat berpengaruh. Di antara beberapa faktor lainnya yang mempunyai pengaruh yang berarti pada komposisi relatif populasi mikroorganisme yaitu reaksi yang berlangsung dalam tanah, kadar kelembaban serta kondisi-kondisi serasi ( Anonim 1; 2009)
Mikroorganisme atau mikroba adalah organisme yang berukuran sangat kecil (biasanya kurang dari 1 mm) sehingga untuk mengamatinya diperlukan alat bantuan. Mikroorganisme seringkali bersel tunggal (uniselular) meskipun beberapa protista bersel tunggal masih terlihat oleh mata telanjang dan ada beberapa spesies multisel tidak terlihat mata telanjang. Ilmu yang mempelajari mikroorganisme disebut mikrobiologi. Orang yang bekerja di bidang ini disebut mikrobiologi (Anonim 2; 2009)
Secara langsung atau tidak langsung, buangan dari manusia, hewan, tumbuhan dan jasad hidup yang lain dibuang dan dikubur dalam tanah. Setelah beberapa lama, bahan-bahan tersebut berubah menjadi komponen organic dan komponen anorganik tanah. Perubahan-perubahan ini dilakukan oleh mikrobia, yakni perubahan bahan organic menjadi substansi yang menyediakan nutrient bagi tumbuhan. Tanpa aktivitas mikrobia maka segala kehidupan di bumi lambat laun akan terhambat.
Tanah merupakan campuran yang terdiri dari bahan organic, bahan anorganik, air, udara yang semuanya tercampur menjadi satu dalam keadaan yang sedemikian sempurnanya, sehingga bahan-bahan penyusun sukar dipisahkan antara satu dengan yang lainnya. Susunan rata-rata adalah 45% senyawa anorganik, 25% air, 2 % udara dan 5% senyawa organic. Senyawa organic merupakan akumulasi sisa-sisa tanaman yang sebagian telah diuraikan (humus), dan bahan organic ini sebagian besar tersusun oleh mikrobia : bakteri (misalnya, Clostridium, Rhizobium), jamur, mikroalga (alga biru, alga hijau, diatom) dan protozoa (Amoeba, Flagellata dan Cilliata). Karena itu, mikrobia merupakan bagian dari tanah yang memegang peranan yang menentukan dalam bentuk, sifat dan tekstur tanah. Umumnya mikrobia tanah lebih banayak terdapat di permukaan tanah. Makin masuk ke dalam tanah, makin berkurang penghuninya.
Susunan mikrobia tanah sebagian besar tersusun atas bakteri dan jamur baru mikroalga. Rata-raat bakteri tanah yang didapatkan adalah 320.000 – 500.000 sel bakteri per gram taanh pasir, 360.000 – 600.000 sel bakteri per gram tanah lempung, dan 2.000.000 – 200.000.000 sel baklteri per gram tanah subur yang mengandung banyak senyawa organic.
Peranan mikrobia dalam tanah yeng menguntungkan adaalah di dalam siklus mineral yang terdiri dari siklus N, siklus P, siklus S dan siklus C. ada juga mikrobia tanah yang bersifat merugikan, terutama mikrobia yang menyebabkan penyakit. Karena itu, bila tanah akan digunakan untuk percobaan, maka sebelumnya harus disterilkan lebih dahulu agar patogennya dapat dihilangkan (Waluyo, 2004).
Hanya ada beberapa lingkungan di bumi ini yang mengandung sedemikian banayak ragam mikroorganisme seperti yang terkandung di dalam tanah subur. Bakteri, cendawan, alga, protozoa dan virus secara bersama membentuk kumpulan mikroorganisme yang dapat mencapai jumlah total sampai bermilyar-milyar organisme per gram tanah (tabel di bawah ini)
Mikroorganisme
Tanah Rizosfer
Tanah Kontrol
Bakteri
1.200 x 106
53 x 106
Aktynomycetes
46 x 106
7 x 106
Cendawan
12 x 105
1 x 105
Protozoa
24 x 102
10 x 102
Alga
5 x 103
2 x 103
Kelompok Bakteri :
a. Pelaku amonifikasi
500 x 106
4 x 106
b. Anaerob penghasil gas
39 x 104
3 x 104
c. Anaerob
12 c 106
6 x 106
d. Pelaku Denitrifkasi
126 x 106
1 x 105
e. Pelaku dekomposisi selulosa aeorobis
7 x 105
1x 105
f. Pelaku dekomposisi selulosa anaeorobis
9 x 103
3 x 103
g. Pembentuk spora
930 x 103
575x 103
h. Tipe-tipe “radiobakter”
17 x 106
1 x 104
i. Azotobacter
< 1000
<1000
Keanekaragaman yang luas pada flora mikrobia tersebut merupakan masalah di dalam setiap masalah untuk mengihtung populasi total mikroorganisme yang hidup dalam suatu contoh tanah (Irianto, 2006).
Di setiap tempat seperti dalam tanah, udara maupun air selalu dijumpai mikroba. Umumnya jumlah mikroba dalam tanah lebih banyak daripada dalam air ataupun udara. Umumnya bahan organik dan senyawa anorganik lebih tinggi dalam tanah sehingga cocok untuk pertumbuhan mikroba heterotrof maupun autotrof.
Keberadaan mikroba di dalam tanah terutama dipengaruhi oleh sifat kimia dan fisika tanah. Komponen penyusun tanah yang terdiri atas pasir, debu, lempung dan bahan organik maupun bahan penyemen lain akan membentuk struktur tanah. Struktur tanah akan menentukan keberadaan oksigen dan lengas dalam tanah. Dalam hal ini akan terbentuk lingkungan mikro dalam suatu struktur tanah. Mikroba akan membentuk mikrokoloni dalam struktur tanah tersebut, dengan tempat pertumbuhan yang sesuai dengan sifat mikroba dan lingkungan yang diperlukan. Dalam suatu struktur tanah dapat dijumpai berbagai mikrokoloni seperti mikroba heterotrof pengguna bahan organik maupun bakteri autotrof,dan bakteri aerob maupun anaerob. Untuk kehidupannya, setiap jenis mikroba mempunyai kemampuan untuk merubah satu senyawa menjadi senyawa lain dalam rangka mendapatkan energi dan nutrien. Dengan demikian adanya mikroba dalam tanah menyebabkan terjadinya daur unsur-unsur seperti karbon, nitrogen, fosfor dan unsur lain di alam.
2. Lingkungan Rhizosfer
Akar tanaman merupakan habitat yang baik bagi pertumbuhan mikroba. Interaksi antara bakteri dan akar tanaman akan meningkatkan ketersediaan nutrient bagi keduanya. Permukaan akar tanaman disebut rhizoplane. Sedangkan rhizosfer adalah selapis tanah yang menyelimuti permukaan akar tanaman yang masih dipengaruhi oleh aktivitas akar. Tebal tipisnya lapisan rhizosfer antar setiap tanaman berbeda.
Rhizosfer merupakan habitat yang sangat baik bagi pertumbuhan mikroba oleh karena akar tanaman menyediakan berbagai bahan organik yang umumnya menstimulir pertumbuhan mikroba. Bahan organik yang dikeluarkan oleh akar dapat berupa:
1. Eksudat akar : bahan yang dikeluarkan dari aktivitas sel akar hidup seperti gula, asam amino, asam organik, asam lemak dan sterol, factor tumbuh, nukleotida, flavonon, enzim , dan miscellaneous.
2. Sekresi akar : bahan yang dipompakan secara aktif keluar dari akar.
3. Lisat akar : bahan yang dikeluarkan secara pasif saat autolisis sel akar.
4. Musigel : bahan sekresi akar, sisa sel epidermis, sel tudung akar yang bercampur dengan sisa sel mikroba, produk metabolit, koloid organik dan koloid anorganik.
Dengan adanya berbagai senyawa yang menstimulir pertumbuhan mikroba, menyebabkan jumlah mikroba di lingkungan rhizosfer sangat tinggi. Perbandingan jumlah mikroba dalam rhizosfer (R) dengan tanah bukan rhizosfer (S) yang disebut nisbah R/S, sering digunakan sebagai indeks kesuburan tanah. Semakin subur tanah, maka indeks R/S semakin kecil, yang menandakan nutrisi dalam tanah bukan rhizosfer juga tercukupi (subur). Sebaliknya semakin tidak subur tanah, maka indeks R/S semakin besar, yang menandakan nutrisi cukup hanya di lingkungan rhizosfer yang berasal dari bahan organik yang dikeluarkan akar, sedang di tanah non-rhizosfer nutrisi tidak mencukupi (tidak subur). Nilai R/S umumnya berkisar antara 5-20. Mikroba rhizosfer dapat memberi keuntungan bagi tanaman, oleh karena:
1. Mikroba dapat melarutkan dan menyediakan mineral seperti N,P, Fe dan unsur lain.
2. Mikroba dapat menghasilkan vitamin, asam amino, auxin dan giberelin yang dapat menstimulir pertumbuhan tanaman.
3. Mikroba menguntungkan akan menghambat pertumbuhan bakteri lain yang patogenik dengan menghasilkan antibiotik.
Pseudomonadaceae merupakan kelompok bakteri rhizosfer (rhizobacteria) yang dapat
menghasilkan senyawa yang dapat menstimulir pertumbuhan tanaman. Contoh spesies
yang telah banyak diteliti dapat merangsang pertumbuhan tanaman adalah Pseudomonas fluorescens.
B. LINGKUNGAN PERTUMBUHAN MIKROBA
Aktivitas mikroba dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungannya. Perubahan lingkungan dapat mengakibatkan perubahan sifat morfologi dan fisiologi mikroba. Beberapa kelompok mikroba sangat resisten terhadap perubahan faktor lingkungan. Mikroba tersebut dapat dengan cepat menyesuaikan diri dengan kondisi baru tersebut. Faktor lingkungan meliputi faktor-faktor abiotik (fisika dan kimia), dan faktor biotik.
FAKTOR ABIOTIK
1. Suhu
a. Suhu pertumbuhan mikroba
Pertumbuhan mikroba memerlukan kisaran suhu tertentu. Kisaran suhu pertumbuhan dibagi menjadi suhu minimum, suhu optimum, dan suhu maksimum. Suhu minimum adalah suhu terendah tetapi mikroba masih dapat hidup. Suhu optimum adalah suhu paling baik untuk pertumbuhan mikroba. Suhu maksimum adalah suhu tertinggi untuk kehidupan mikroba.
Berdasarkan kisaran suhu pertumbuhannya, mikroba dapat dikelompokkan menjadi mikroba psikrofil (kriofil), mesofil, dan termofil. Psikrofil adalah kelompok mikroba yang dapat tumbuh pada suhu 0-300C dengan suhu optimum sekitar 150C. Mesofil adalah kelompok mikroba pada umumnya, mempunyai suhu minimum 150Csuhu optimum 25-370C dan suhu maksimum 45-550C.
Mikroba yang tahan hidup pada suhu tinggi dikelompokkan dalam mikroba termofil. Mikroba ini mempunyai membran sel yang mengandung lipida jenuh, sehingga titik didihnya tinggi. Selain itu dapat memproduksi protein termasuk enzim yang tidak terdenaturasi pada suhu tinggi. Di dalam DNA-nya mengandung guanin dan sitosin dalam jumlah yang relatif besar, sehingga molekul DNA tetap stabil pada suhu tinggi. Kelompok ini mempunyai suhu minimum 40 0C, optimum pada suhu 55-60 0C dan suhu maksimum untuk pertumbuhannya 75 0C. Untuk mikroba yang tidak tumbuh dibawah suhu 30 0C dan mempunyai suhu pertumbuhan optimum pada 60 0C, dikelompokkan kedalam mikroba termofil obligat. Untuk mikroba termofil yang dapat tumbuh dibawah suhu 30 0C, dimasukkan kelompok mikroba termofil fakultatif. Bakteri yang hidup di dalam tanah dan air, umumnya bersifat mesofil, tetapi ada juga yang dapat hidup diatas 50 0C (termotoleran). Contoh bakteri termotoleran adalah Methylococcus capsulatus. Contoh bakteri termofil adalah Bacillus, Clostridium, Sulfolobus, dan bakteri pereduksi sulfat/sulfur. Bakteri yang hidup di laut (fototrof) dan bakteri besi (Gallionella) termasuk bakteri psikrofil.
b. Suhu tinggi
Apabila mikroba dihadapkan pada suhu tinggi diatas suhu maksimum, akan memberikan beberapa macam reaksi. (1) Titik kematian thermal, adalah suhu yang dapat memetikan spesies mikroba dalam waktu 10 menit pada kondisi tertentu. (2) Waktu kematian thermal, adalah waktu yang diperlukan untuk membunuh suatu spesies mikroba pada suatu suhu yang tetap. Faktor-faktor yang mempengaruhi titik kematian thermal ialah waktu, suhu, kelembaban, spora, umur mikroba, pH dan komposisi medium.
c. Suhu rendah
Apabila mikroba dihadapkan pada suhu rendah dapat menyebabkan gangguan metabolisme. Skibat-akibatnya adalah (1) Cold shock , adalah penurunan suhu yang tiba-tiba menyebabkan kematian bakteri, terutama pada bakteri muda atau pada fase logaritmik, (2) Pembekuan (freezing), adalah rusaknya sel dengan adanya kristal es di dalam air intraseluler, (3) Lyofilisasi , adalah proses pendinginan dibawah titik beku dalam keadaan vakum secara bertingkat. Proses ini dapat digunakan untuk mengawetkan mikroba karena air protoplasma langsung diuapkan tanpa melalui fase cair (sublimasi).
2. Kandungan Air (pengeringan)
Setiap mikroba memerlukan kandungan air bebas tertentu untuk hidupnya, biasanya diukur dengan parameter aw (water activity) atau kelembaban relatif. Mikroba umumnya dapat tumbuh pada aw 0,998-0,6. bakteri umumnya memerlukan aw 0,90- 0,999. Mikroba yang osmotoleran dapat hidup pada aw terendah (0,6) misalnya khamir Saccharomyces rouxii. Aspergillus glaucus dan jamur benang lain dapat tumbuh pada aw 0,8. Bakteri umumnya memerlukan aw atau kelembaban tinggi lebih dari 0,98, tetapi
bakteri halofil hanya memerlukan aw 0,75. Mikroba yang tahan kekeringan adalah yang
dapat membentuk spora, konidia atau dapat membentuk kista.
3. Tekanan Osmose
Tekanan osmose sebenarnya sangat erat hubungannya dengan kandungan air. Apabila mikroba diletakkan pada larutan hipertonis, maka selnya akan mengalami plasmolisis, yaitu terkelupasnya membran sitoplasma dari dinding sel akibat mengkerutnya sitoplasma. Apabila diletakkan pada larutan hipotonis, maka sel mikroba akan mengalami plasmoptisa, yaitu pecahnya sel karena cairan masuk ke dalam sel, sel membengkak dan akhirnya pecah. Berdasarkan tekanan osmose yang diperlukan dapat dikelompokkan menjadi :
(1) mikroba osmofil, adalah mikroba yang dapat tumbuh pada kadar gula tinggi.
(2) mikroba halofil, adalah mikroba yang dapat tumbuh pada kadar garam halogen yang tinggi.
(3) mikroba halodurik, adalah kelompok mikroba yang dapat tahan (tidak mati) tetapi tidak dapat tumbuh pada kadar garam tinggi, kadar garamnya dapat mencapai 30%. Contoh mikroba osmofil adalah beberapa jenis khamir. Khamir osmofil mampu
tumbuh pada larutan gula dengan konsentrasi lebih dari 65 % wt/wt (aw = 0,94). Contoh mikroba halofil adalah bakteri yang termasuk Archaebacterium, misalnya Halobacterium. Bakteri yang tahan pada kadar garam tinggi, umumnya mempunyai kandungan KCl yang tinggi dalam selnya. Selain itu bakteri ini memerlukan konsentrasi Kalium yang tinggi untuk stabilitas ribosomnya. Bakteri halofil ada yang mempunyai membran purple bilayer, dinding selnya terdiri dari murein, sehingga tahan terhadap ion Natrium.
4. Ion-ion & Listrik
a. Kadar ion hidrogen (pH)
Mikroba umumnya menyukai pH netral (pH 7). Beberapa bakteri dapat hidup pada pH tinggi (medium alkalin). Contohnya adalah bakteri nitrat, rhizobia, actinomycetes, dan bakteri pengguna urea. Hanya beberapa bakteri yang bersifat toleran terhadap kemasaman, misalnya Lactobacilli, Acetobacter, dan Sarcina ventriculi. Bakteri yang bersifat asidofil misalnya Thiobacillus. Jamur umumnya dapat hidup pada kisaran pH rendah. Apabila mikroba ditanam pada media dengan pH 5 maka pertumbuhan didominasi oleh jamur, tetapi apabila pH media 8 maka pertumbuhan didominasi oleh bakteri. Berdasarkan pH-nya mikroba dapat dikelompokkan menjadi 3 yaitu (a) mikroba
asidofil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 2,0-5,0, (b) mikroba mesofil (neutrofil), adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 5,5-8,0, dan (c) mikroba alkalifil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 8,4-9,5.
b. Buffer
Untuk menumbuhkan mikroba pada media memerlukan pH yang konstan, terutama pada mikroba yang dapat menghasilkan asam. Misalnya Enterobacteriaceae dan beberapa Pseudomonadaceae. Oleh karenanya ke dalam medium diberi tambahan buffer untuk menjaga agar pH nya konstan. Buffer merupakan campuran garam mono dan dibasik, maupun senyawa-senyawa organik amfoter. Sebagai contoh adalah buffer fosfat anorganik dapat mempertahankan pH diatas 7,2. Cara kerja buffe adalah garam dibasik akan mengadsorbsi ion H+ dan garam monobasik akan bereaksi dengan ion OH Ion-ion lain Logam berat seperti Hg, Ag, Cu, Au, dan Pb pada kadar rendah dapat bersifat meracun (toksis). Logam berat mempunyai daya oligodinamik, yaitu daya bunuh logam berat pada kadar rendah. Selain logam berat, ada ion-ion lain yang dapat mempengaruhi kegiatan fisiologi mikroba, yaitu ion sulfat, tartrat, klorida, nitrat, dan benzoat. Ion-ion tersebut dapat mengurangi pertumbuhan mikroba tertentu. Oleh karena itu sering digunakan untuk mengawetkan suatu bahan, misalnya digunakan dalam pengawetan makanan. Ada senyawa lain yang juga mempengaruhi fisiologi mikroba, misalnya asam benzoat, asam asetat, dan asam sorbat.
d. Listrik
Listrik dapat mengakibatkan terjadinya elektrolisis bahan penyusun medium pertumbuhan. Selain itu arus listrik dapat menghasilkan panas yang dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroba. Sel mikroba dalam suspensi akan mengalami elektroforesis apabila dilalui arus listrik. Arus listrik tegangan tinggi yang melalui suatu cairan akan menyebabkan terjadinya shock karena tekanan hidrolik listrik. Kematian mikroba akibat shock terutama disebabkan oleh oksidasi. Adanya radikal ion dari ionisasi radiasi dan terbentuknya ion logam dari elektroda juga menyebabkan kematian mikroba.
e. Radiasi
Radiasi menyebabkan ionisasi molekul-molekul di dalam protoplasma. Cahaya umumnya dapat merusak mikroba yang tidak mempunyai pigmen fotosintesis. Cahaya mempunyai pengaruh germisida, terutama cahaya bergelombang pendek dan bergelombang panjang. Pengaruh germisida dari sinar bergelombang panjang disebabkan oleh panas yang ditimbulkannya, misalnya sinar inframerah. Sinar x (0,005- 1,0 Ao), sinar ultra violet (4000-2950 Ao), dan sinar radiasi lain dapat membunuh mikroba. Apabila tingkat iradiasi yang diterima sel mikroba rendah, maka dapat menyebabkan terjadinya mutasi pada mikroba.
f. Tegangan muka
Tegangan muka mempengaruhi cairan sehingga permukaan cairan tersebut
menyerupai membran yang elastis. Seperti telah diketahui protoplasma mikroba terdapat di dalam sel yang dilindungi dinding sel, maka apabilaada perubahan tegangan muka dinding sel akan mempengaruhi pula permukaan protoplasma. Akibat selanjutnya dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroba dan bentuk morfologinya. Zat-zat seperti sabun, deterjen, dan zat-zat pembasah (surfaktan) seperti Tween80 dan Triton A20 dapat mengurangi tegangan muka cairan/larutan. Umumnya mikroba cocok pada tegangan muka yang relatif tinggi.
g. Tekanan hidrostatik
Tekanan hidrostatik mempengaruhi metabolisme dan pertumbuhan mikroba. Umumnya tekanan 1-400 atm tidak mempengaruhi atau hanya sedikit mempengaruhi metabolisme dan pertumbuhan mikroba. Tekanan hidrostatik yang lebih tinggi lagi dapat menghambat atau menghentikan pertumbuhan, oleh karena tekanan hidrostatik tinggi dapat menghambat sintesis RNA, DNA, dan protein, serta mengganggu fungsi transport membran sel maupun mengurangi aktivitas berbagai macam enzim.Tekanan diatas 100.000 pound/inchi2 menyebabkan denaturasi protein. Akan tetapi ada mikroba yang tahan hidup pada tekanan tinggi (mikroba barotoleran), dan ada mikroba yang tumbuh optimal pada tekanan tinggi sampai 16.000 pound/inchi2 (barofil). Mikroba yang hidup di laut dalam umumnya adalah barofilik atau barotoleran. Sebagai contoh adalah bakteri Spirillum.
h. Getaran
Getaran mekanik dapat merusakkan dinding sel dan membran sel mikroba. Oleh karena itu getaran mekanik banyak dipakai untuk memperoleh ekstrak sel mikroba. Isi sel dapat diperoleh dengan cara menggerus sel-sel dengan menggunakan abrasif atau dengan cara pembekuan kemudian dicairkan berulang kali. Getaran suara 100-10.000 x/ detik juga dapat digunakan untuk memecah sel.
FAKTOR BIOTIK
Di alam jarang sekali ditemukan mikroba yang hidup sebagai biakan murni, tetapi selalu berada dalam asosiasi dengan jasad-jasad lain. Antar jasad dalam satu populasi atau antar populasi jasad yang satu dengan yang lain saling berinteraksi.
1. Interaksi dalam satu populasi mikroba
Interaksi antar jasad dalam satu populasi yang sama ada dua macam, yaitu interaksi positif maupun negatif. Interaksi positif menyebabkan meningkatnya kecepatan pertumbuhan sebagai efek sampingnya. Meningkatnya kepadatan populasi, secara teoritis meningkatkan kecepatan pertumbuhan. Interaksi positif disebut juga kooperasi. Sebagai contoh adalah pertumbuhan satu sel mikroba menjadi koloni atau pertumbuhan pada fase lag (fase adaptasi). Interaksi negatif menyebabkan turunnya kecepatan pertumbuhan dengan meningkatnya kepadatan populasi. Misalnya populasi mikroba yang ditumbuhkan dalam substrat terbatas, atau adanya produk metabolik yang meracun. Interaksi negatif disebut juga kompetisi. Sebagai contoh jamur Fusarium dan Verticillium pada tanah sawah, dapat menghasilkan asam lemak dan H2S yang bersifat meracun.
2. Interaksi antar berbagai macam populasi mikroba
Apabila dua populasi yang berbeda berasosiasi, maka akan timbul berbagai macam interaksi. Interaksi tersebut menimbulkan pengaruh positif, negatif, ataupun tidak ada pengaruh antar populasi mikroba yang satu dengan yang lain.
a. Netralisme
Netralisme adalah hubungan antara dua populasi yang tidak saling mempengaruhi. Hal ini dapat terjadi pada kepadatan populasi yang sangat rendah atau secara fisik dipisahkan dalam mikrohabitat, serta populasi yang keluar dari habitat alamiahnya. Sebagai contoh interaksi antara mikroba allocthonous (nonindigenous) dengan mikroba autochthonous (indigenous), dan antar mikroba nonindigenous di atmosfer yang kepadatan populasinya sangat rendah. Netralisme juga terjadi pada keadaan mikroba tidak aktif, misal dalam keadaan kering beku, atau fase istirahat (spora, kista).
b. Komensalisme
Hubungan komensalisme antara dua populasi terjadi apabila satu populasi diuntungkan tetapi populasi lain tidak terpengaruh. Contohnya adalah:
- Bakteri Flavobacterium brevis dapat menghasilkan ekskresi sistein. Sistein dapat digunakan oleh Legionella pneumophila.
- Desulfovibrio mensuplai asetat dan H2 untuk respirasi anaerobic Methanobacterium.
c. Sinergisme
Suatu bentuk asosiasi yang menyebabkan terjadinya suatu kemampuan untuk dapat melakukan perubahan kimia tertentu di dalam substrat. Apabila asosiasi melibatkan 2 populasi atau lebih dalam keperluan nutrisi bersama, maka disebut sintropisme. Sintropisme sangat penting dalam peruraian bahan organik tanah, atau proses pembersihan air secara alami.
d. Mutualisme (Simbiosis)
Mutualisme adalah asosiasi antara dua populasi mikroba yang keduanya saling tergantung dan sama-sama mendapat keuntungan. Mutualisme sering disebut juga simbiosis. Simbiosis bersifat sangat spesifik (khusus) dan salah satu populasi anggota simbiosis tidak dapat digantikan tempatnya oleh spesies lain yang mirip. Contohnya adalah Bakteri Rhizobium sp. yang hidup pada bintil akar tanaman kacang-kacangan. Contoh lain adalah Lichenes (Lichens), yang merupakan simbiosis antara algae sianobakteria dengan fungi. Algae (phycobiont) sebagai produser yang dapat menggunakan energi cahaya untuk menghasilkan senyawa organik. Senyawa organic dapat digunakan oleh fungi (mycobiont), dan fungi memberikan bentuk perlindungan (selubung) dan transport nutrien / mineral serta membentuk faktor tumbuh untuk algae Lichenes.
e. Kompetisi
Hubungan negatif antara 2 populasi mikroba yang keduanya mengalami kerugian. Peristiwa ini ditandai dengan menurunnya sel hidup dan pertumbuhannya. Kompetisi terjadi pada 2 populasi mikroba yang menggunakan nutrien / makanan yang sama, atau dalam keadaan nutrien terbatas. Contohnya adalah antara protozoa Paramaecium caudatum dengan Paramaecium aurelia.
f. Amensalisme (Antagonisme)
Satu bentuk asosiasi antar spesies mikroba yang menyebabkan salah satu pihak dirugikan, pihak lain diuntungkan atau tidak terpengaruh apapun. Umumnya merupakan cara untuk melindungi diri terhadap populasi mikroba lain. Misalnya dengan menghasilkan senyawa asam, toksin, atau antibiotika. Contohnya adalah bakteri Acetobacter yang mengubah etanol menjadi asam asetat. Thiobacillus thiooxidans menghasilkan asam sulfat. Asam-asam tersebut dapat menghambat pertumbuhan bakteri lain. Bakteri amonifikasi menghasilkan ammonium yang dapat menghambat populasi Nitrobacter.
g. Parasitisme
Parasitisme terjadi antara dua populasi, populasi satu diuntungkan (parasit) dan populasi lain dirugikan (host / inang). Umumnya parasitisme terjadi karena keperluan nutrisi dan bersifat spesifik. Ukuran parasit biasanya lebih kecil dari inangnya. Terjadinya parasitisme memerlukan kontak secara fisik maupun metabolik serta waktu kontak yang relatif lama. Contohnya adalah bakteri Bdellovibrio yang memparasit bakteri E. coli. Jamur Trichoderma sp. memparasit jamur Agaricus sp.
h. Predasi
Hubungan predasi terjadi apabila satu organisme predator memangsa atau memakan dan mencerna organisme lain (prey). Umumnya predator berukuran lebih besar dibandingkan prey, dan peristiwanya berlangsung cepat. Contohnya adalah Protozoa (predator) dengan bakteri (prey). Protozoa Didinium nasutum (predator) dengan Paramaecium caudatum (prey), dapat dilihat di gambar sebagai berikut (Anonim 4; 2009)
C. DEKOMPOSISI BAHAN ORGANIK
Karbon didaur secara aktif antara CO2 anorganik dan macam-macam bahan organik penyusun sel hidup. Metabolisme ototrof jasad fotosintetik dan khemolitotrof menghasilkan produksi primer dari perubahan CO2 anorganik menjadi C-organik. Metabolisme respirasi dan fermentasi mikroba heterotrof mengembalikan CO2 anorganik ke atmosfer. Proses perubahan dari C-organik menjadi anorganik pada dasarnya adalah upaya mikroba dan jasad lain untuk memperoleh energi. Pada proses peruraian bahan organik dalam tanah ditemukan beberapa tahap proses. Hewan-hewan tanah termasuk cacing tanah memegang peranan penting pada penghancuran bahan organik pada tahap awal proses. Bahan organik yang masih segar akan dihancurkan secara fisik atau dipotong-potong sehingga ukurannya menjadi
lebih kecil. Perubahan selanjutnya dikerjakan oleh mikroba. Enzim-enzim yang dihasilkan oleh mikroba merubah senyawa organik secara kimia, hal ini ditandai pada bahan organik yang sedang mengalami proses peruraian maka kandungan zat organic yang mudah terurai akan menurun dengan cepat.
Unsur karbon menyusun kurang lebih 45-50 persen dari bobot kering tanaman dan binatang. Apabila bahan tersebut dirombak oleh mikroba, O2 akan digunakan untuk mengoksidasi senyawa organik dan akan dibebaskan CO2. Selama proses peruraian, mikroba akan mengasimilasi sebagian C, N, P, S, dan unsur lain untuk sintesis sel, jumlahnya berkisar antara 10-70 % tergantung kepada sifat-sifat tanah dan jenis-jenis mikroba yang aktif. Setiap 10 bagian C diperlukan 1 bagian N (nisbah C/N=10) untuk membentuk plasma sel. Dengan demikian C-organik yang dibebaskan dalam bentuk CO2 dalam keadaan aerobik hanya 60-80 % dari seluruh kandungan karbon yang ada. Hasil perombakan mikroba proses aerobik meliputi CO2, NH4, NO3, SO4, H2PO4. Pada proses anaerobik dihasilkan asam-asam organik, CH4, CO2, NH3, H2S, dan zat-zat lain yang berupa senyawa tidak teroksidasi sempurna, serta akan terbentuk biomassa tanah yang baru maupun humus sebagai hasil dekomposisi yang relatif stabil (Anonim 3; 2009)
Tanah dengan nilai peroduktivitas tanah yang tinggi, tidak hanya terdiri dari komponen-komponen padat, cair dan udara (gas) saja, akan tetapi harus mengandung jasad hidup tanah yang cukup banyak. Dengan adanya jasad hidup, maka akan mempengaruhi tingkat kesuburan tanah, karena jasad hidup memegang peranan penting dalam proses-proses pelapukan bahan organik dalam tanah sehingga unsur hara menjadi lebih tersedia bagi tanaman. Golongan-golongan utama yang menyusun populasi mikrobiologi tanah terdiri dari golongna flora dan fauna, golongan flora yang meliputi bakteri (autotrof, heterotrof), aktinomisetes, fungi, dan ganggang, golongan fauna meliputi protozoa, binatang berderajat agak lebih tinggi, nemetoda, dan cacing tanah (Rao, 1994).
IV. ALAT & BAHAN
Alat : 1. Gelas Aqua 3 buah
2. Paku yang dipanaskan (untuk melubangi gelas aqua)
Bahan : 1. Tanah
2. Kertas Saring & Kertas Label
3. Air
V. PROSEDUR KERJA
1. Siapkan 3 buah gelas aqua yang telah di lubangi bawahnya sebanyak 4-6 lubang. Kemudian kertas saring dengan ukuran 4x1cm dan sampel tanah.
2. Masukkan tanah ke dalam masing-masing gelas aqua yang telah di sediakan hingga gelas aqua tersebut penuh oleh tanah.
3. Kemudian tanah tersebut di lubangi tengahnya.
4. Setelah tanah di lubangi,masukkan kertas saring ke dalam tanah yang telah di lubangi tersebut hingga kertas saring masuk sedalam 2 cm di dalam dan 1 cm di atas permukaan tanah.
5. Kemudian tanah tersebut di rapikan hingga lubang yang sudah di buat tertutup seperti semula dan di simpan di tempat yang tidak terkena sinar matahari secara langsung.
6. Setelah 1 minggu di diamkan, maka masing-masing tanah di dalam gelas aqua tersebut di beri perlakuan dengan penyiraman selama 14 hari/2 minggu berturut-turut dalam rentang waktu 2 kali sehari.
7. Pengamatan di lakukan terhadap masing-masing kertas saring,apakah kertas saring tersebut hancur atau tidak.
8. Bandingkan variabel masing-masing kertas saring di dalam gelas aqua yang terisi tanah tersebut.
9. Bahas dan simpulkan.
VI. HASIL PENGAMATAN
Berdasarkan perlakuan yang diberikan selama 2 minggu, maka hasil dari pengamatannya adalah sebagai berikut:
HASIL PENGAMATAN
Hasil Pengamatan
Gelas 1
Gelas 2
Gelas 3
a. Kertas di dalam tanah sedalam ± 2 cm habis termakan oleh mikroorganisme dalam tanah tersebut.
b. Tumbuh 1 jenis gulma yang sama seperti pada Gelas 1, namun hanya 1 buah.
a. Kertas di dalam tanah sedalam ± 2 cm habis termakan oleh mikroorganisme dalam tanah tersebut.
b. Tidak ada tumbuh gulma atau tumbuhan apapun.
a. Kertas di dalam tanah sedalam ± 2 cm habis termakan oleh mikroorganisme dalam tanah tersebut.
b. Tumbuh 1 jenis gulma sebanyak 3 buah.
PENGAMATAN SECARA DETAIL
Waktu Pengamatan
Gelas 1
Gelas 2
Gelas 3
Hari ke-2
Timbul 1 bercak yang berwarna coklat kehitaman
Belum ada bercak.
Timbul 2 bercak yang berwarna coklat kehitaman.
Hari ke-4
Timbul 6 bercak yang berwarna coklat kehitaman
Timbul 1 bercak yang berwarna coklat kehitaman
Timbul 5 bercak yang berwarna coklat kehitaman
Hari ke-6
Kertas yang berada di dalam tanah sudah mulai diuraikan oleh mikroorganisme yang ditandai dengan bolongnya kertas saring tersebut.
Timbul 5 bercak yang berwarna coklat kehitaman
Kertas yang berada di dalam tanah sudah mulai diuraikan oleh mikroorganisme yang ditandai dengan bolongnya kertas saring tersebut.
Hari ke-8
Kerusakan pada kertas saring bertambah.
Kertas yang berada di dalam tanah sudah mulai diuraikan oleh mikroorganisme yang ditandai dengan bolongnya kertas saring tersebut.
Kerusakan pada kertas saring bertambah.
Hari ke-10
Kertas yang berada di dalam tanah sedalam 2 cm mengalami kerusakan dan habis terurai mikroorganisme dalam tanah.
Kerusakan pada kertas saring bertambah.
Kertas yang berada di dalam tanah sedalam 2 cm mengalami kerusakan dan habis terurai mikroorganisme dalam tanah.
Hari ke-12
Kertas di dalam tanah habis terurai.
Kerusakan pada kertas saring bertambah.
Kertas di dalam tanah habis terurai.
Hari ke-14
Kertas di dalam tanah habis terurai.
Kertas di dalam tanah habis terurai.
Kertas di dalam tanah habis terurai.
Keterangan :
Kertas saring yang berada di dalam tanah habis terurai oleh mikroorganisme dan hanya menyisakan kertas yang berada di atas permukaan tanah (1 cm).
VII. PEMBAHASAN
Dari pengamatan yang telah di lakukan selama 14 hari/ 2 minggu berturut-turut dapat dilihat hasil kertas saring dari masing-masing gelas aqua yang terisi oleh tanah. Gelas pertama, kedua, dan ketiga setelah mengalami perlakuan penyiraman pada hari ke 4, kertas mengalami bercak-bercak yang berwarna coklat kehitaman. Namun pada hari ke 6, dua dari tiga kertas saring tersebut sudah mengalami bolong-bolong yang mana perlakuan di lakukan terus dengan penyiraman 2 hari sekali. Setelah hari ke 8, pengamatan di lakukan dan hasil dari masing-masing kertas menujukkan bahwa kerusakan daripada kertas saring tersebut semakin bertambah. Dan pada akhir pengamatan, pad ahari ke-14 telah menujukkan bahwa mikroorganisme di dalam tanah tersebut telah berhasil menguraikan sleuruh kertas saring yang berada di dalam tanah pada ketiga gelas aqua. Hal ini dikarenakan adanya mikroorganisme di dalam tanah di masing-masing gelas aqua tersebut. Dengan adanya kertas saring tersebut dengan perlakuan penyiraman selama 2 hari sekali dalam kurun waktu 2 minggu/14 hari tentunya akan meningkatkan aktivitas mikrobia di dalan tanah untuk menguraikan kertas saring. Seperti yang kita ketahui bahwa kertas tersebut merupakan karbohidrat yang merupakan makanan daripada mikroorganisme di dalam tanah. Selain kertas saring yang habis terurai, dari dua gelas aqua juga tampak akan tumbuhnya gulma di atas permukaan tanah. Hanya pada gelas aqua yang kedua saja tidak tumbuh gulma. Berdasarkan hasil pengamatan, gelas aqua nomor dua juga memiliki laju aktivitas mikroorganisme yang paling rendah bila dibandingkan dengan yang lainnya.
Penambahan bahan organik yang berupa kertas saring yang mengandung karbohidrat ini dapat meningkatkan populasi mikroorganisme tanah, diantaranya bakteri, jamur maupun mikroorganisme tanah lainnya. Karena bahan organik digunakan oleh mikroorganisme tanah sebagai penyusun tubuh dan sumber energi serta bahan makanan bagi siklus hidupnya di dalam tanah tersebut. Mikroorganisme tanah saling berinteraksi dengan kebutuhannya akan bahan organik karena bahan organik menyediakan karbon sebagai sumber energi. Kegiatan jasad mikro atau mikroorganisme dalam membantu dekomposisi bahan organik dalam tanah meningkat. Bahan organik segar yang ditambahkan ke dalam tanah akan dicerna oleh berbagai jasad renik yang ada dalam tanah dan selanjutnya didekomposisisi jika faktor lingkungan mendukung terjadinya proses tersebut. Dekomposisi berarti perombakan yang dilakukan oleh sejumlah mikroorganisme (unsur biologi dalam tanah) dari senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana. Makin banyak bahan organik maka makin banyak pula populasi jasad mikro dalam tanah.
VIII. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengamatan pada praktikum, maka dapat disimpulkan bahwa :
Mikroorganisme di dalam tanah aktif menguraikan kertas saring yang mengandung karbohidrat untuk dijadikan sebagai energi bagi mikroorganisme tersebut.
Penyiraman tanah secara teratur (2 hari sekali selama2 minggu) mengakibatkan meningkatnya aktivitas daripada mikroorganisme di dalam tanah.
Intensitas cahaya matahri juga akan mempengaruhi aktivitas daripada mikroorganisme dalam tanah.
Perlakuan yang sama yang diberikan terhadap ketiga gelas tersebut menunjukkan hasil akhir yang sama, yakni habisnya kertas saring yang dibenamkan ke dalam tanah sedalam ± 2 cm akibat dari aktivitas mikroorganisme. Akan tetapi, laju aktivitas dan proses perkembangan daripada mikroorganisme pada ketiga gelas menunjukkan perkembangan yang berbeda-beda dalam setiap pengamatan.
IX. SARAN
Penyiraman media tanah harus dilakukan secara teratur untuk menjaga kelembaban dalam taanh tersebut.
Media tanah harus diletakkan di tempat yang tidak terkena sinar matahri secara langsung. Hal ini ditujukan untuk mengurangi penguapan dan menjaga kelembaban dalam tanah tersebut.
Pengamatan kertas saring yang terurai di dalam tanah tersebut harus dilakukan secara teratur mengingat perubahan yang terjadi akibat aktivitas mikroorganisme ralatif cepat.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim 1; www.cyber-biology.blogspot.com/2008/09/bab-i-pendahuluan 1_6770.html
Anonim 2 ; www.wikipedia.org/mikroorganisme
Anonim 3 ; www.sumarsih07.files.wordpress.com/vi-mikroba-dan-kesuburan tanah.
Anonim 4 ; www.sumarsih07.files.wordpress.com/ii-lingkungan pertumbuhan-mikroba.
Irianto, Koes . 2006. Mikrobiologi Menguak Dunia Mikroorganisme. CV. Yrama Widya :
Bandung.
Rao, N. S. S. 1994. Mikroorganisme Tanah dan Pertumbuhan Tanaman. Penerbit
Universitas Indonesia. Jakarta.
Waluyo, Lud. 2005. Mikrobiologi Umum. UMM Press : Malang.
Langganan:
Postingan (Atom)