Pencucian

MANAJEMEN PENCUCIAN KATION BASA UNTUK MENJAGA KESUBURAN TANAH

 

 

 

Oleh:
NOVALIA KUSUMARINI
0810480191

 

 

 

 

 

 

UNIVERSITAS BRAWIJAYA
FAKULTAS PERTANIAN
JURUSAN MANAJEMEN SUMBERDAYA LAHAN
PROGRAM STUDI PENGELOLAAN TANAH DAN AIR
MALANG
2012
MANAJEMEN PENCUCIAN KATION BASA UNTUK MENJAGA KESUBURAN TANAH

Pendahuluan
Kesuburan tanah adalah kemampuan tanah untuk menyediakan unsur hara pada takaran dan keseimbangan tertentu secara sinambung, untuk menunjang suatu jenis tanaman pada lingkungan dengan faktor pertumbuhan lainnya yang menguntungkan (Poerwowidodo, 1993 dalam tim R&D Sari Bumi Kusuma, 2012). Dari pengertian tersebut, dapat dikatakan bahwa tanah yang subur memiliki unsur hara, termasuk kation-kation basa dan dapat dimanfaatkan oleh tanaman. Sehingga, unsur hara tersebut harus terdapat pada larutan tanah yang dapat diakses oleh akar tanaman, tidak terjerap oleh liat atau berikatan dengan ion-ion lain sehingga menjadi bentuk tidak tersedia.
Kation basa, seperti Ca2+, Mg2+, dan K+ merupakan kation basa yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah besar karena merupakan unsur hara makro esensial. Selain ketiga kation basa tersebut, Na+ juga merupakan kation yang bersifat basa. Kation-kation basa ini mudah mengalami pencucian. Kation basa yang berikatan dengan permukaan agregat tanah mudah mengalami pertukaran dengan kation lain (Bohn, et al, 2001). Bila kejenuhan basa tinggi menunjukkan tanah tersebut belum banyak mengalami pencucian dan merupakan tanah yang subur.
Pencucian adalah hilangnya substansi yang terlarut dan koloid dari lapisan atas tanah karena perkolasi air gravitasi (Anonim, 2012). Pencucian turut membawa serta partikel halus dan kation basa dan mengendapkannya di lapisan bawah. Pencucian kation basa menyebabkan tanah yang ada di lapisan atas menjadi masam karena kejenuhan H+ atau ion masam lainnya. Sehingga, pencucian yang intensif menyebabkan penurunan kesuburan tanah.
Untuk menjaga ketersediaan kation basa pada daerah perakaran atau tanah lapisan atas, maka diperlukan pengelolaan tanah dan tanaman yang baik. Pengelolaan tanah dan tanaman yang dapat dilakukan antara lain pengelolaan irigasi agar air yang diberikan tidak berlebih sehingga menjadi air gravitasi dan mengalami perkolasi dengan membawa kation basa. Selain itu, menanam tanaman penutup tanah untuk menjaga kelembaban tanah. Dan menambah bahan organik tanah yang berfungsi untuk memperbaiki sifat fisik tanah dan menambah muatan negatif sehingga dapat mengikat kation dalam kompleks jerapannya.

Tujuan
1. Mempelajari mekanisme pencucian kation basa
2. Mempelajari pengolahan tanah yang dapat mencegah pencucian kation basa

Kesuburan Tanah
Menurut Poerwowidodo (1993) dalam Tim R&D Sari Bumi Kusuma (2012) bahwa kesuburan tanah sebagai mutu kemampuan suatu tanah untuk menyediakan anasir hara, pada takaran dan kesetimbangan tertentu secara sinambung, untuk menunjang pertumbuhan suatu jenis tanaman pada lingkungan dengan faktor pertumbuhan lainnya dalam keadaan menguntungkan. Kesuburan tanah yang dicerminkan oleh retensi dan ketersediaan hara, dapat diduga dengan cara menilai kadar C organik, KTK tanah, kejenuhan basa, kadar P dan K total, serta pH tanah.
Menurut Hardjowigeno (1992) dalam Tim R&D Sari Bumi Kusuma (2012) kesuburan tanah dapat dievaluasi dengan beberapa pendekatan, antara lain:
1. Analisa tanah
2. Gejala-gejala pertumbuhan tanaman
3. Analisis tanaman
4. Percobaan di lapangan
5. Percobaan pot di rumah kaca
Analisis tanah atau uji tanah adalah kegiatan analisis kimia di laboratorium tanah yang sederhana, cepat, murah, tepat, dan dapat diulang untuk menduga ketersediaan unsur hara dalam tanah (Setyorini, 2003). Secara umum, uji tanah bertujuan untuk:
1. Menetapkan status ketersediaan unsur hara dalam tanah
2. Menunjukkan nilai keseriusan defisiensi atau keracunan unsur suatu tanaman
3. Menyusun rekomendasi pemupukan
4. Menilai harkat hara untuk memantau pencemaran lingkungan akibat pemupukan berlebihan atau pencemaran limbah (Melsted and Peck, 1972 dalam Setyorini, 2003).

Kation Basa
Cairan, elektrolit dan non-elektrolit pada larutan tanah merupakan sumber elemen yang dibutuhkan tanaman untuk pertumbuhannya. Ketersediaanya bisa diperbarui dengan beberapa mekanisme interaksi ion-tanah yang memindahkan dan menambahkan ion ke dalam larutan, diantaranya: pelapukan mineral, perombakan bahan organik, hujan, air irigasi yang mengandung garam, pemupukan, dan pelepasan ion yang terfiksasi oleh koloid tanah atau fraksi liat (Bohn, et al, 2001).
Di dalam larutan tanah tersebut terdapat kation basa yang sangat diperlukan oleh tanaman. Basa-basa tersebut antara lain Ca, Mg, K, dan Na. Basa-basa tersebut menempati kompleks jerapan tanah dengan kejenuhan yang berbeda. Hal tersebut dikarenakan oleh perbedaan muatan efektif, kemampuan pertukaran kation, perbedaan pH. Jumlah maksimum kation basa yang dapat diserap tanah menunjukkan besarnya nilai kapasitas tukar kation tanah. Disamping itu, kation basa umumnya mudah tercuci sehingga tanah dengan kejenuhan basa tinggi menunjukkan pencucian rendah sehingga dapat dikatakan tanahnya masih subur.
Berikut adalah kation-kation yang bersifat basa:
1. Kalsium (Ca)
Kalsium merupakan elemen yang esensial baik untuk pertumbuhan tanaman maupun hewan. Kalsium relatif immobile di jaringan tumbuhan. Kalsium mempunyai pengaruh yang positif pada permeabilitas membran sitoplasma. Fungsi kalsium bagi tanaman antara lain (Jones. 1979):
” Menunjang pembentukan akar dan pertumbuhan
” Menjaga vigor tanaman
” Mempengaruhi pengambilan nutrisi tanaman yang lain
” Menetralkan racun yang diproduksi tanaman
” Mendorong produksi biji dan benih
” Meningkatkan kandungan kalsium pada hasil tanaman
Unsur Ca sangat tidak mobil dalam tanaman, alih tempat terbatas dari daun tua ke bagian yang sedang tumbuh, dapat menyebabkan kekurangan Ca dalam buah, umbi dan titik tumbuh akar dan batang, defisiensi Ca dapat saja terjadi pada tanah yang memiliki kadar Ca yang tinggi, terutama jika laju transpirasinya rendah. Kelebihan Ca tidak secara langsung meracuni tanaman atau organisme lain, tanah yang memiliki Ca tinggi dapat menghambat serapan hara yag lain, dapat juga menyebabkan kekahatan K atau Mg (Yuwono.2010).
Ketersediaan Ca dipengaruhi oleh kejenuhan basa dan pH. Kejenuhan Ca2+ yang tinggi diperlukan agar tersedia bagi tanaman. Nilai kejenuhan Ca2+ beragam sesuai tipe tapak pertukaran, yaitu kejenuhan pada lempung 2:1 besarnya >70%, sedangkan pada bahan organik tanah dan lempung 1:1 besarnya 40 hingga 50%. Pada pH rendah Ca kurang tersedia. Hal ini disebabkan kejenuhan Ca2+ rendah, adanya Al3+ dalam larutan menghambat penyerapan Ca2+. Kation lain seperti Mg2+, K+, NH4+ dapat menghambat penyerapan Ca bila kadarnya tinggi, sebaliknya anion Nitrat akan meningkatkan serapan Ca (Yuwono, 2010).
Sumber kalsium dapat berupa kapur dan non-kapur. Kapur adalah material yang efektif untuk memperbaiki atau mencegah defisiensi kalsium sebagaimana mengurangi kemasaman tanah. Pada kondisi tertentu pada pH netral hingga tinggi, sumber kalsium yang mudah diserap dan tidak alkalin atau tidak meninggalkan residu alkalin yang serius pada tanah sangat dibutuhkan untuk beberapa tanaman.

2. Magnesium (Mg)
Magnesium merupakan salah satu unsur hara esensial bagi tanaman. Magnesium diketahui sebagi satu-satunya konstituen metalik pada klorofil dan menduduki tempat pada struktur klorofil. Magnesium juga muncul sebagai aktivator spesifik bagi beberapa enzim, termasuk transfosforilase, dehidrogenase, dan karboksilase. Magnesium dan fosfor muncul dalam mekanisme respirasi. Fungsi magnesium bagi tanaman antara lain (Jones. 1979):
” Bagian esensial dari klorofil yang memberikan warna hijau pada daun
” Penting bagi pembentukan karbohidrat dari karbondioksida dan air pada hari terang
” Mengatur pengambilan unsur hara lain
” Bertindak sebagai pembawa fosfor bagi tanaman
” Mendukung pembentukan minyak dan lemak
” Membantu translokasi pati
Mg bersifat mobil dalam tanaman, dialihtempatkan dari daun tua ke titik tumbuh. Gejala defisiensi yang muncul dimulai pada daun tua dibagian bawah tanaman, kenampakan utama berupa klorosis kekuningan diantara tulang daun), sedangkan tulang daun tetap hijau, pada beberapa tanaman daun di bagian bawah membentuk a reddish-purple cast, jika berlanjut daun mengalami nekrosis. Kelebihan Mg tidak secara langsung meracuni tanaman atau organisme, kelebihan Mg dapat disimpan di vakuola, kadar Mg yang tinggi dalam tanah menghambat penyerapan kation yang lainnya, misalnya menmgakibatkan defisiensi K atau Ca (Yuwono, 2010).
Ketersediaan Mg dipengaruhi oleh kejenuhan basa dan pH. Diperlukan kejenuhan Mg2+ >10% agar mencukupi tanaman, Mg kurang tersedia pada pH rendah karena kejenuhan Mg2+ lebih rendah, kehadiran Al3+ dalam larutan menghambat penyerapan Mg2+. Ketersediaan Mg juga dipengaruhi oleh kation lain. Jika kadar Ca2+, K+, NH4+ tinggi akan mengganggu penyerapan Mg2+, Nitrat dibandingkan Ammonium, akan meningkatkan serapan Mg2+ (Yuwono, 2010).
Sumber magnesium dapat berupa kapur dan non kapur. Sumber magnesium antara lain: bahan organik, pupuk, kompos, dan biosolid, kapur dan pupuk (Yuwono, 2010).

3. Kalium (K)
Kalium dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah. K tidak menjadi komponen struktur dalam senyawa organik, tetapi bentuknya semata ionik, K+ berada dalam larutan atau terikat oleh muatan negatif dari permukaan jaringan. Fungsi utama K adalah mengaktifkan enzim-enzim dan menjaga air sel. Fungsi kalium pada tanaman antara lain membantu pembelahan sel, pembentukan karbohidrat pada proses fotosintesis, translokasi gula, mereduksi nitrat dan mensintesis menjadi protein, serta mengaktifkan enzim (Jones, 1979).
Unsur K sangat mobil dalam tubuh tanaman, mudah dipindahkan dari daun tua ke bagian titik tumbuh. Gejala defisiensi K antara lain adalah klorosis/nekrosis ujung dan tepi daun, pada legum muncul becak putih atau nekrosis pada tepi daun, sering jumbuh dengan bekas gigitan serangga, tanaman rebah, tidak tahan kekeringan, rentan terhadap serangan penyakit dan serangga. Jika K berlebihan tidak secara langsung meracuni tanaman. Kadar K dalam tanah yang tinggi dapat menghambat penyerapan kation yang lain (antagonis) dapat mengakibatkan defisiensi Mg dan Ca (Yuwono, 2010).
Sumber kalium dapat berasal dari bahan organik, rabuk, kompos dan biosolid, K tertukar yaitu K yang berada dalam kompleks pertukaran, K tidak tertukar yaitu K yang berada antar kisi dalam mineral lempung 2:1, pelarut mineral K serta pupuk K (Yuwono, 2010).

4. Natrium (Na)
Natrium berkebalikan dengan K+, keberadaanya harus diperehatikan bila melebihi 5-15% dari kation dapat ditukar. Natrium dapat terakumulasi dalam tanah melalui resapan air laut, pada daerah arid garam terakumulasi secara alami melalui evaporasi air tanah dan mengumpul di lapisan permukaan. Kandungan natrium 5-15% dapat menghambat pergerakan air di dalam tanah (Bohn, et al, 2001).
Natrium tidak dibutuhkan oleh tanaman tetapi dapat menggantikan kebutuhan K pada tanaman tertentu. Bahkan, kandungan natrium yang tinggi (tanah salin) menjadi masalah bagi tanaman karena tingginya potensi osmosis larutan tanah sehingga tidak tersedia bagi tanaman. Tanaman harus mengeluarkan energi yang sangat besar untuk mengambil air sehingga energi untuk pertumbuhan dan produksinya menjadi kecil.

Pencucian Kation Basa
Pencucian adalah adalah kehilangan substansi yang larut dan koloid dari lapisan atas tanah oleh perkolasi air gravitasi. Material yang hilang membawa serta(eluviasi) material yang terlarut dan diendapkan (iluviasi) pada lapisan di bawahnya. Proses ini menyebabkan lapisan atas menjadi lebih porous, sedangkan lapisan bawah menjadi lebih padat. Laju pencucian meningkat seiring peningkatan intensitas hujan, temperatur yang tinggi, dan pemindahan tanaman penutup tanah. Pada tanah yang tercuci secara intensif, banyak unsur hara yang hilang karena ikut tercuci meninggalkan kuarsa, dan besi hidroksida, mangan , dan alumunium (Anonim, 2012).
Pencucian dapat terjadi jika terdapat perbedaan tekanan air antara lapisan atas dan lapisan bawah. Lapisan atas yang jenuh air memiliki tegangan rendah, sehingga air bergerak ke bawah karena gaya gravitasi. Perpindahan air ke bawah membawa material terlarut keluar dari tanah lapisan atas. Bila substansi tersebut hilang dari daerah perakaran maka terjadi pencucian.
Pencucian kation basa dapat menyebabkan kemasaman tanah. hal ini karena basa-basa yang berada dalam larutan tanah ikut tercuci ke bawah meninggalkan ion H+ dan ion-ion yang bersifat masam lainnya, seperti Al dan Fe.

Pengelolaan Tanah dan Tanaman untuk Mencegah Pencucian
Untuk mencegah terjadinya pencucian yang intensif yang dapat menurunkan kesuburan tanah, dapat dilakukan pengelolaan tanah dan tanaman, antara lain:
1. Pengelolaan irigasi
Selain air hujan, agen pencuci kation basa dapat berasal dari air irigasi. Pemberian air irigasi yang berlebihan menyebabkan air mengalami perkolasi ke lapisan bawah karena gaya gravitasi apabila di daerah perakaran sudah jenuh. Perkolasi air tersebut dapat membawa kation basa yang terlarut sehingga ketersediaan kation basa pada lapisan atas berkurang.
Kualitas air irigasi juga menentukan kemasaman atau kebasaan tanah. Bila air irigasi mengandung natrium dan diberikan pada daerah arid, maka dimungkinkan akan terjadi alkalinitas karena air irigasi tersebut mengalami evaporasi sedangkan garam-garam terkumpul di lapisan permukaan.
Untuk mencegah hal tersebut, maka perlu dilakukan manajemen irigasi. Irigasi tetes dapat meminimalkan terjadinya pencucian karena pemberian air yang bertahap dan sesuai dengan kebutuhan tanaman. Sementara itu, di daerah arid, irigasi tetes memicu terjadinya salinitas pada tepi daerah yang dibasahi (Burt and Isbell, 2005)

2. Vegetasi di atas tanah
Telah banyak penelitian yang menyebutkan bahwa keberadaan cover crop efektif mengurangi pencucian tanah. Menurut Feaga, et al (2009) bahwa penggunaan cover crop dan pupuk N secara signifikan mempengaruhi konsentrasi dan kehilangan massa selama masa penelitian, yaitu 11 tahun.
Selain tanaman penutup tanah, pengelolaan tanah juga mempengaruhi pencucian. Jiao et al (2004) menemukan bahwa banyak NO3-N dan P yang terombak mengalami pencucian pada tanah yang dipupuk anorganik daripada tanah yang dipupuk organik. Sebanyak 57% N total merupakan hasil perombakan N-organik dan sebanyak 50% P merupakan hasil perombakan P-organik. Ikatan organik tersebut dapat menjadi polusi bila dirombak menjadi NO3-N dan P ketika ditranslokasikan pada profil tanah atau mencapai tubuh air, seperti sungai dan danau atau simpanan air tanah.

3. Bahan organik
Penambahan bahan organik sangat penting dilakukan mengingat bahan organik memiliki fungsi yang kompleks yang dapat memperbaiki sifat fisik, kimia, dan biologi tanah. Secara fisik bahan organik mampu mereduksi pemadatan tanah khususnya yang bertekstur liat akibat kelebihan kapur. Hal tersebut karena bahan organik memiliki sifat yang dapat memperbaiki agregat tanah sehingga mempengaruhi kemantapan agregat dan porositas tanah. Pada dasarnya hubungan bahan organik dengan liat sangat kompleks tidak hanya menyangkut sifat fisik tetapi juga kimia dan biologi. Hal ini karena asam humat dan fulvic dan polimernya dijerap di permukaan mineral oleh grup fungsional, yang paling penting adalah karboksil (-COOH) dan karbonil (-C=O), hidroksil (-OH), amino (=NH), dan amina (-NH2). Banyak polimer tersebut yang berikatan dengan hidrogen, yang juga berfungsi sebagai agen pengikat antar mineral. Hal tersebut yang menyebabkan bahan organik mampu menstabilkan agergat.
Secara kimia, bahan organik memiliki muatan negatif (-), yang memungkinkan mengikat basa-basa yang bermuatan positif (+) agar tidak ikut tercuci. Selain itu, bahan organik dapat bertindak sebagai buffer pH yang dapat mengikat Al3+ dan Fe3+ pada tanah masam dan mengikat Ca2+ dan Mg2+ pada tanah basa sehingga dapat menjaga keseimbangan reaksi koloid tanah.
Secara umum Pemberian bahan organik jerami dapat memperbaiki sifat-sifat tanah, yaitu meningkatkan aktivitas mikroba, meningkatkan pH H20, meningkatkan selisih pH, meningkatkan pH NaF (mendorong pembentukan bahan anoganik tanah yang bersifat amorf), meningkatkan pH 8,2 atau KTK variabel yang tergantung pH, menurunkan Aldd dan meningkatkan C-organik tanah. Penurunan Aldd selain disebabkan oleh kenaikan pH dan pengikatan oleh bahan-bahan tanah bermuatan negatif, juga disebabkan karena pengkhelatan senyawa humit. Peranan asam fulvik dalam mengkhelat Al jauh lebih tinggi dibandingkan asam humik sekitar tiga kalinya.
?
Daftar Putaka
Anonim. 2012. Leaching. Dalam http://www.britannica.com. Tanggal akses 7 Maret 2012
Anonymous. 2012. Soil Organic Matter. Dalam http://www.soils.wisc.edu.htm. Tanggal akses 30 Januari 2012
Bohn, Hinrich L, Brian L. McNeal and George A. O’Connor. 2001. Soil Chemistry 3rd edition. John Wiley & Sons, Inc. New York.
Burt, C.M and B. Isbell. 2004. Leaching of Accumulated Soil Salinity Under Drip Irrigation. Dalam American Society of Agricultural Engineer 2005 vol 48 (6)
De Geus, Jan G. 1973. Fertilizer Guide For The Tripic and Subtropic. Centre d’Etude de l’Azote. Zurich
Feaga, B. Jeffrey, et al. 2009. Long-Term Nitrat Leaching Under Vegetable Production with Cover Crop in the Pasific Northwest. Dalam Dalam Soil Science Society of American Journal Edisi Januari-Februari 2010. Madison, USA
Jiao, You, William H. Hendershot, and Joann K. Whalen. 2004. Agricultural Practice Influence Dissolved Nutrient Leaching through Intact Soil Cores. Dalam Soil Science Society of American Journal Edisi April 2004. Madison, USA
Jones, Ulysses S. 1979. Fertilizers and Fertility. Reston Publishing Company. Reston, Virginia
Setyorini, Diah, J.Sri Adiningsih, dan Sri Rochayati. 2003. Uji Tanah Sebagai Dasar Rekomendasi Pemupukan. Balai Penelitian Tanah. Bogor
Tim R&D PT. Sari Bumi Kusuma. 2012. Kesuburan Tanah di PT.Sari Bumi Kusuma. Dalam http://www.saribumikusuma.com. Tanggal akses 7 Maret 2012

 

 

About these ads

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s