BAB I . PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Nitrogen merupakan sumber utama gas bebas di udara yang menempati 78% dari volume atmosfer. Dalam bentuk unsur lain tidak dapat digunakan oleh tanaman. Nitrogen gas harus diubah menjadi bentuk nitrat atau amonium melalui proses-proses tertentu agar dapat digunakan oleh tanaman.
Atmosfer terdiri dari 79 % nitrogen ( berdasarkan volume ) sebagai gas padat N2 yang tidak bereaksi dengan unsur-unsur lainnya yang menghasilkan suatu bentuk nitrogen yang dapat digunakan oleh sebagian besar tanaman. Peningkatan penyediaan nitrogen tanah untuk tanaman terdiri terutama dari meningkatnya jumlah pengikatan nitrogen secara biologis atau penambahan nitrogen pupuk.
Diantara berbagai macam unsur hara yang dibutuhkan tanaman nitrogen merupakan salah satu diantara unsur hara makro tersebut yang sangat besar peranannya bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Nitrogen memberikan pengaruh besar terhadap perkembangan pertumbuhan. Diantara tiga unsur yang biasa mengandung pupuk buatan yaitu kalium, fosfat, dan nitrogen, rupanya nitrogen mempunyai efek paling menonjol.
Sebagian besar nitrogen dalam tanah didapatkan dalam bentuk organik. Secara relatif hanya sebagian kecil dari nitrogen tanah terdapat dalam bentuk amonium dan nitrat yang merupakan bentuk nitrogen yang tersedia bagi tanaman.
Dalam penetapan N total dengan metode Kjeldahl, nitrogen diubah dalam bentuk amonium, pada destruksi dengan asam sulfat pekat yang mengandung katalis dan zat-zat kimia lainnya yang dapat meningkatkan suhu pada waktu-waktu destruksi. Kemudian amonium ditetapkan dari jumlah amoniak yang dibebaskan pada penyulingan destrat. Bentuk-bentuk nitrogen anorganik yang dapat ditemukan dalam tanah adalah bentuk amonium, nitrat dan nitrit.
Atmosfer terdiri dari 79 % nitrogen ( berdasarkan volume ) sebagai gas padat N2 yang tidak bereaksi dengan unsur-unsur lainnya yang menghasilkan suatu bentuk nitrogen yang dapat digunakan oleh sebagian besar tanaman. Peningkatan penyediaan nitrogen tanah untuk tanaman terdiri terutama dari meningkatnya jumlah pengikatan nitrogen secara biologis atau penambahan nitrogen pupuk.
Nitrogen bila ditinjau dari segi keberadaannya merupakan yang paling banyak mendapat perhatian. Hal ini disebabkan jumlah nitrogen yang terdapat di dalam tanah sedikit sedangkan yang diangkat tanaman berupa panen setiap musim cukup banyak.
Disamping itu, senyawa nitrogen anorganik sangat larut dan mudah hilang dalam air drainase atau alang ke atmosfer. Selanjutnya efek nitrogen terhadap pertumbuhan akan jelas dan cepat. Dengan demikian dari banyak segi jelas bahwa unsur nitrogen ini merupakan unsur yang berdaya besar yang tidak saja unsur yang harus diawetkan juga harus dikendalikan pemakaiannya.
Penetapan N-total tanaman dan beberapa bahan kompleks yang mengandung N sangat sulit. Bahan-bahan yang membantu perubahan N menjadi NH4 adalah garam-garam, biasanya K2SO4 yang bertujuan untuk meningkatkan suhu. Selain itu beberapa katalisator seperti selenium, air raksa atau tembaga digunakan untuk merangsang dan mempercepat oksidasi bahan organik.
Nitrogen dalam tanah berasal dari bahan organik tanah, bahan organik halus, N tinggi, C/N rendah, bahan organik kasar, N rendah C/N tinggi. Bahan organik merupakan sumber bahan N yang utama di dalam tanah. Selain N, bahan organik mengandung unsur lain terutama C, P, S dan unsur mikro. Pengikatan oleh mikrorganisme dan N udara.
Nitrogen bila ditinjau dari segi keberadaannya merupakan yang paling banyak mendapat perhatian. Hal ini disebabkan jumlah nitrogen yang terdapat di dalam tanah sedikit sedangkan yang diangkat tanaman berupa panen setiap musim cukup banyak. Disamping itu, senyawa nitrogen anorganik sangat larut dan mudah hilang dalam air drainase atau alang ke atmosfer. Selanjutnya efek nitrogen terhadap pertumbuhan akan jelas dan cepat. Dengan demikian dari banyak segi jelas bahwa unsur nitrogen ini merupakan unsur yang berdaya besar yang tidak saja unsur yang harus diawetkan juga harus dikendalikan pemakaiannya.
Kapasitas tukar kation merupakan sifat kimia yang sangat erat hubungannya dengan kesuburan tanah. Tanah dengan KTK tinggi mampu menjerat dan menyediakan unsur hara lebih baik daripada tanah dengan KTK rendah. Tanah dengan KTK tinggi bila didominasi oleh kation basa, Ca, Mg, K, Na (kejenuhan basa tinggi) dapat meningkatkan kesuburan tanah, tetapi bila didominasi oleh kation asam, Al, H (kejenuhan basa rendah) dapat mengurangi kesuburan tanah. Karena unsur-unsur hara terdapat dalam kompleks jerapan koloid maka unsur-unsur hara tersebut tidak mudah hilang tercuci oleh air.KTK pada jenis tanah yang ada berbeda-beda, dipengaruhi oleh faktor lingkungan setempat. KTK tanah pada umumnya digunakan sebagai indikator pembeda pada proses klasifikasi tanah.
Kapasitas Tukar Kation (KTK) adalah jumlah kation yang dapat diserap 100 gram tanah kering mutlak (berat kering oven 1050C ). Kapasitas Tukar Kation adalah kemampuan koloid tanah menyerap dan mempertukarkan kation . Penetapan Kapasitas Tukar Kation (KTK) dapat dibagi menjadi dua tahap. Pada tahap pertama , kompleks koloid tanah dijenuhi dengan suatu kation, misalnya NH4 hingga seluruh kation yang dapat dipertukarkan dapat dikelurkan dari kompleks serapan tersebut (NH4) ditukar secara kuantitatif dengan kation lainya , misalnya Na sehingga jumlah NH4 secara kuantitatif dengan metode Amonium dalam praktikum KTK ini ditentukan dengan metode Amonium Asetat 1N pH7 dengan cara kerja yang ringkas.
Besarnya KTK suatu tanah dapat ditentukan dengan menjenuhkan kompleks jerapan atau misel dengan kation tertentu. Misalnya misel dijenuhkan dengan kation Ba2+ atau NH4+ yang bertujuan agar seluruh kation yang terjerap dapat digantikan oleh ion Ba2+ atau NH4+. Dengan menghitung jumlah Ba2+ atau NH4+ yang dapat menggantikan seluruh kation terjerap tadi, maka nilai tersebut adalah KTK tanah yang ditentukan.
Pada suspensi tanah dapat dibedakan permukaan padat yang umumnya bermuatan negatif dan kation-kation yang bermuatan positif dalam larutan. Penyebaran muatan pada sistem tersebut dapat disamakan dengan kondensor. Dalam hal ini lempeng bermuatan negatif adalah permukaan padat dan lempeng bermuatan positif adalah sejumlah kation yang tersebar. Semakin jauh dari permukaan bahan padat ia menjadi renggang sampai akhirnya merat dilarutkan. Penyebaran muatan dengan medan listriknya disebut lapis ganda listrik. Dengan adanya tenaga kinetis maka penyebaran kation bersifat difusi dan lapisan ganda disebut setengah difusi. Kation-kation yang menyebar disebut ion lawan (counter ion) dari muatan permukaan. Medan listrik makin berkurang dari permukaan bermuatan kelarutan sampai menjadi nol bila disosiasi ion lawan telah berhenti. Tebal lapis ganda ditentukan oleh kesetimbangan antara kecenderungan ion-ion untuk menyebar dan kekuatan tarik permukaan mineral.
Setiap kation mempunyai daya yang berbeda untuk dapat dijerap dan dipertukarkan. Jumlah yang dijerap biasanya tidak setara dengan jumlah yang dipertukarkan. Ion bervalensi dua biasanya lebih kuat dipegang dai pada ion bervalensi satu oleh koloid tanah, dengan demikian akan lebih sukar untuk dipertukarkan. Itulah sebabnya jika ion Ba2+ yang digunakan sebagai kation penukar, pertukaran tidak terjadi dalam jumlah yang setara. Barium dijerap kuat sekali oleh liat, tetapi mempunyai daya penetrasi yang rendah. Oleh karena itu jumlah pertukaran yang diperoleh lebih rendah dari jumlah barium yang dijerap, akan sering memberikan jumlah pertukaran yang lebih tinggi dari jumlah ion NH4+ yang dijerap. Amonium adalah ion bervalensi satu yang tentunya akan ditarik oleh koloid liat kurang kuat jika dibandingkan dengan ion barium, tetapi ion amonium mempunyai daya penetrasi yang lebih tinggi.
B. Tujuan
Praktikum Dasar – Dasar Ilmu Tanah mengenai N Total dan Kapasitas Tukar Kation (KTK) pada tanah ini bertujuan agar para praktikan mengetahui jumlah nitrogen yang terkandung pada tanah dan mengetahui kemampuan kapasitas tukar kation pada tanah.
BAB II . TINJAUAN PUSTAKA
Penentuan jumlah protein seharusnya hanya nitrogen yang berasal dari protein saja yang ditentukan. Akan tetapi teknik ini sangat sulit sekali dilakukan mengingan kandungan senyawa N lain selain protein dalam bahan juga terikut dalam analisis ini. Jumlah senyawa ini biasanya sangat kecil yang meliputi urea, asam nukleat, ammonia, nitrat, nitrit, asam amino, amida, purin dan pirimidin, oleh karena itu penentuan jumlah N total ini tetap dilakukan untuk mewakili jumlah protein yang ada. Kadar protein yang ditentukan dengan cara ini biasa disebut sebagai protein kasar atau crade protein. Analisa protein cara Kjeldahl pada dasarnya dibagi menjadi tiga tahap yaitu proses destruksi, destilasi dan titrasi (Sudarmadji, 1996)
Cara utama nitrogen masuk ke dalam tanah adalah akibat kegiatan jasad renik, baik yang hidup bebas maupun yang bersimbiose dengan tanaman. Dalam hal yang terakhir nitrogen yang diikat digunakan dalam sintesa amino dan protein oleh tanaman inang. Jika tanaman atau jasad renik pengikat nitrogen bebas, maka bakteri pembusuk membebaskan asam amino dari protein, bakteri amonifikasi membebaskan amonium dari grup amino, yang kemudian dilarutkan dalam larutan tanah. Amonium diserap tanaman, atau diserap setelah dikonversikan menjadi nitrat oleh bakteri nitrifikasi (Hakim, dkk., 1986).
Amonium dalam kadar yang tinggi dapat meracuni tanaman. Hal ini disebabkan oleh adanya amoniak (NH3) yang terbentuk dari amonium. Bagi tanaman yang berwarna hijau mengandung N protein terbanyak dan meliputi 70% - 80% dari total N tanaman. Nitrogen asam nukleat terdapat sekitar 10% dan asam amino terlarut hanya sebanyak 5% dari total dalam tanaman. Pada biji tanaman, protein umumnya dalam bentuk tersimpan (Rosmarkam & Yuwono, 2002).
Faktor-faktor yang mempengaruhi ketersediaan N adalah kegiatan jasad renik, baik yang hidup bebas maupun yang bersimbiose dengan tanaman. Pertambahan lain dari nitrogen tanah adalah akibat loncatan suatu listrik di udara. Nitrogen dapat masuk melalui air hujan dalam bentuk nitrat. Jumlah ini sangat tergantung pada tempat dan iklim (Hakim, dkk., 1986).
Pengaruh jangka panjang pemupukan nitrogen dalam biosfer tidak diketahui, tetapi pemupukan ini merupakan bahaya yang terpendam bagi pencemaran nitrat terhadap air tanah dan eutrofikasi danau. Penting untuk disadari bahwa penambahan lebih banyak nitrogen ke dalam tanah sebagai pupuk tidak selalu berakibat lebih banyak pencucian nitrat sampai ke permukaan air tanah. Hal ini merupakan akibat dari kenyataan bahwa pertumbuhan tanaman yang sangat meningkat memerlukan lebih banyak pengambilan nitrogen. Tetapi, kehilangan nitrogen meningkat bila kemampuan tanah dalam imobilisasi terlampaui (Foth, 1994)
Hilangnya N dari tanah karena digunakan oleh tanaman atau mikroorganisme, N dalam bentuk NH4+ dapat diikat oleh mineral liat jenis illit sehingga tidak dapat digunakan oleh tanaman, N dalam bentuk NO3- mudah dicuci oleh air hujan, banyak hujan N rendah, dan tanah pasir mudah merembeskan air sehingga N lebih rendah daripada tanah liat (Hardjowigeno, 2003).
Kapasitas Tukar Kation (KTK) setiap jenis tanah berbeda-beda. Humus yang berasal dari bahan organic mempunyai KTK jauh lebih tinggi (100-300 meq/100g). Koloid yang bersal dari batuan memiliki KTK lebih rendah (3-150 meq/100g). Secara kualitatif KTK tanah dapat diketahui dari teksturnya. Tanah dengan kandungan pasir yang tinggi memiliki KTK yang lebih rendah dibandingkan dengan tanah dengan kandungan liat atau debu. KTK tanah yang rendah dapat ditingkatkan dengan menambahkan bahan organic seperti kompos atau pupuk kandang, penambahan hancuran batuan zeolit secara signifikan juga dapat meningkatkan KTK tanah (Novizan, 2005).
Kapasitas tukar kation tanah tergantung pada tipe dan jumlah kandungan liat, kandungan bahan organik, dan pH tanah. Kapasitas tukar kation tanah yang memiliki banyak muatan tergantung pH dapat berubah-ubah dengan perubahan pH. Keadaan tanah yang masam menyebabkan tanah kehilangan kapasitas tukar kation dan kemampuan menyimpan hara kation dalam bentuk dapat tukar, karena perkembangan muatan positif. Kapasitas tukar kation kaolinit menjadi sangat berkurang karena perubahan pH dari 8 menjadi 5,5. KTK tanah adalah jumlah kation yang dapat dijerap 100 gram tanah pada pH 7 (Pairunan, dkk., 1999).
Kation adalah ion bermuatan positif seperti Ca2+, Mg+, K+, Na+, NH4+, H+, Al3+, dan sebagainya. Di dalam tanah kation-kation tersebut terlarut di dalam air tanah atau dijerap oleh koloid-koloid tanah. Banyaknya kation (dalam miliekivalen) yang dapat dijerap oleh tanah per satuan berat tanah (biasanya per 100 g) dinamakan kapasitas tukar kation (KTK). Kation-kation yang telah dijerap oleh koloid-koloid tersebut sukar tercuci oleh air gravitasi, tetapi dapat diganti oleh kation lain yang terdapat dalam larutan tanah. Hal tersebut dinamakan pertukaran kation. Jenis-jenis kation yang telah disebutkan di atas merupakan kation-kation yang umum ditemukan dalam kompleks jerapan tanah.(Rosmarkam dan Yuwono, 2002)
Pertukaran kation merupakan pertukaran antara satu kation dalam suatu larutan dan kation lain dalam permukaan dari setiap permukaan bahan yang aktif. Semua komponen tanah mendukung untuk perluasan tempat pertukaran kation, tetapi pertukaran kation pada sebagaian besar tanah dipusatkan pada liat dan bahan organic. Reaksi tukar kation dalam tanah terjadi terutama di dekat permukaan liat yang berukuran seperti klorida dan partikel-partikel humus yang disebut misel. Setiap misel dapat memiliki beribu-ribu muatan negative yang dinetralisir oleh kation yang diabsorby (Soares et al., 2005).
Pada kebanyakan tanah ditemukan bahwa pertukaran kation berubah dengan berubahnya pH tanah. Pada pH rendah, hanya muatan permanen liat, dan sebagian muatan koloid organik memegang ion yang dapat digantikan melalui pertukaran kation. Dengan demikian KTK relatif rendah.(Harjowigeno, 2003)
KTK tanah berbanding lurus dengan jumlah butir liat. Semakin tinggi jumlah liat suatu jenis tanah yang sama, KTK juga bertambah besar. Makin halus tekstur tanah makin besar pula jumlah koloid liat dan koloid organiknya, sehingga KTK juga makin besar. Sebaliknya tekstur kasar seperti pasir atau debu, jumlah koloid liat relatif kecil demikian pula koloid organiknya, sehingga KTK juga relatif lebih kecil daripada tanah bertekstur halus.(Hakim, 1986)
Pengaruh bahan organik tidak dapat disangkal terhadap kesuburan tanah. Telah dikemukakan bahwa organik mempunyai daya jerap kation yang lebih besar daripada koloid liat. Berarti semakin tinggi kandungan bahan organik suatu tanah makin tinggi pula lah KTKnya.(Rosmarkam dan Yuwono, 2002)
Nilai kapasitas tukar kation tanah pada umumnya berkisar antara 25-45 cmol/kg sampai dengan kedalaman 1 meter. Besarnya nilai KTK sangat dipengaruhi oleh kadar lempung, C-organik, dan jenis mineral lempungnya. Pengaruh kadar lempung dan C-organik terhadap nilai KTK tanah terlihat dari grafik hubungan sifat-sifat fisik-kimia. Kadar lempung berpengaruh cukup tinggi terhadap KTK dengan nilai koefisien determinasi R2 = 0.62. Makin tinggi kadar lempung maka makin tingi nilai KTK, sedangkan untuk C-organik pengaruhnya kacil terhadap KTK (R2 = 0.29), hal ini mungkin karena kadar C-organik yang rendah, selain itu jenis mineral lempung pun berpengaruh terhadap nilai KTK (Al-Jabri, 2008).
Dalam kondisi tertentu kation teradsorpsi terikat secara kuat oleh lempung sehingga tidak dapat dilepaskan kembali oleh reaksi pertukaran, kation ini disebut kation terfiksasi. Mineral lempung yang banyak menyumbang fiksasi K+ dan NH4+ antara lain : zeolit, mika, dan ilit. Fiksasi K penting didalam tanah pasiran untuk mencegah dari pelindian dan pemupukan K+ dan NH4+ yang terus menerus yang dapat menurunkan fiksasi K (Aragno dan Michel, 2005).
Masukan kapur akan menaikkan pH tanah. Pada tanah-tanah yang bermuatan tergantung pH, seperti tanah kaya montmorillonit atau koloid organik, maka KTK akan meningkat dengan pengapuran. Di lain pihak pemberian pupuk-pupuk tertentu dapat menurunkan pH tanah, sejalan dengan hal itu KTK pun akan turun. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa pengaruh pengapuran dan pemupukan ini berkaitan erat dengan perubahan pH, yang selanjutnya memperngaruhi KTK tanah (Hakim, dkk., 1986).
BAB III . BAHAN DAN METODE
A. Waktu dan Tempat
Pratikum Dasar - Dasar Ilmu Tanah mengenai N Total dan KTK pada Tanah yang dilaksanakan pada tanggal 21 Februari 2018 pada hari Kamis jam 16.00 s/d 17.50 di Laboratorium Kimia Tanah, Fakultas Pertanian Universitas Andalas
B. Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah :timbangan, bingkul destruksi, labu kjeldahl, alat destilasi, alat titrasi (buret, Erlenmeyer, dan labu semprot), pipet gondok, serbuk serelium tanah , aquades, indicator Conway, NaOH 40%, H2SO4 pekat, H3BO3 4%, tissue, kertas label.
C. Cara Kerja
0,5 gram tanah diayak dengan ayakan 0,5 mm lalu dimasukkan kedalam labu kjeldahl dengan ditambahkan 1 gram serbuk serelium dan 5 ml H2SO4pekat sambal selajutnya digoyangkan hingga tercampur lalu destruksikan tanah tersebut di atas tungku listrik di dalam lemari asam yang dipanaskan dengan api kecil kemudian dibesarkan. Tunggu sampai larutan berubah warna putih susu kemudian diangkat dan diamkan sampai dingin setelah itu larutan ditambahkan H3BO34% sebanyak 10 ml lalu ditambahkan indicator selanjutnya 40 ml aquades dan 20 ml NaOH 40% ditambahkan pada larutan setelah itu dilakukan titrasi dengan menggunakan H2SO4 0,05 N sampai warnanya berubah dari biru/hijau menjadi pink dan dicatat volume H2SO4 yang terpakai.
2,5 gram tanah diayak dengan ayakan 2 mm lalu ditambahkan 50 ml ammonium asetat setelah itu dishaker selama 30 menit selanjutnya larutan di saring dengan kertas saring watman sampai hasil saringan berwarna bening lalu lakukan destilasi serta selanjutnya dititrasi
DAFTAR PUSTAKA
Al-Jabri, M. 2008. Kajian penetapan kapasitas tukar kation zeolit sebagai
pembenahtanah untuk lahan pertanian terdegradasi. Jurnal Standardisasi
10 : 56-59
Aragno, M dan J. Michel. 2005. The Living Soil. Science Publishers Inc:
New Jersey
Foth, H.D., 1994. Dasar-Dasar Ilmu Tanah.Erlangga:Jakarta
Hakim, N., Y.M. Nyakpa, M.A. Lubis, G.S. Nogroho, Saul R.M., Diha A.M.,
HongB.G., dan Bailey H.H., 1986. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Universitas
Lampung:Lampung
Hardjowigeno, S., 2003. Ilmu Tanah.Akademika Presindo:Jakarta
Novizan. 2005. Petunjuk Pemupukan yang Efektif. PT Agro Media
Pustaka:Tangerang
Pairunan, Anna K., J. L. Nanere, Arifin, Solo S. R. Samosir, Romualdus
Tangkaisari,J. R. Lalopua, Bachrul Ibrahim, Hariadji Asmadi, 1999.
Dasar-Dasar IlmuTanah. Badan Kerjasama Perguruan Tinggi
Negeri Indonesia Timur:Makassar
Rosmarkam, Afandie dan Nasih Widya Yuwono, 2002. Ilmu Kesuburan Tanah.
Kanisius:Yogyakarta
Soares, M. R., R. F. A. Luis, P. V. Torrado, M. Cooper. 2005. Mineralogy ion
exchange properties of the partide size fractions of some brazilian soils in
tropical humid areas. Goderma 125 : 355-367
Sudarmadji, S. 1996. Analisa Bahan Makanan dan Pertanian. Liberty:
Yogyakarta
LAMPIRAN
Perhitungan
a. Pengukuran N Total
% N = (Va-Vb) x N H2SO4 x 14 x100/mg tanaman x KKA
b. Pengukuran KTK
KTK = (Va-Vb) x N H2SO4 x 100/mg tanamanx KKA
Tabel Kriteria :
N-Total
Nilai N-Total
|
Kriteria N-Total
|
< 0,1
0,1 – 0,21
0,22 – 0,51
0,52 – 0,75
> 0,75
|
Sangat Rendah
Rendah
Sedang
Tinggi
Sangat Tinggi
|
KTK
Nilai N-Total
|
Kriteria N-Total
|
< 5
5 – 16
17 – 24
25 – 40
> 40
|
Sangat Rendah
Rendah
Sedang
Tinggi
Sangat Tinggi
|
0 komentar:
Posting Komentar