141 diandra rizky andyana

(1)

S

EMINAR

N

ASIONAL

J

URUSAN

F

ISIKA

FMIPA UM 2016

ISBN 978-602-71279-1-9 FEL-17

Pengaruh Penyiraman Fe Terhadap Suseptibilitas Magnetik Tanah

Pada Media Tanaman Tomat Dan Implikasinya Pada Tinggi Batang,

Serta Lebar, Panjang, Dan Banyak Daun

DIANDRARIZKYANDYANA, SITI ZULAIKAH, SUTRISNO

Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Malang. Jl. Semarang 5 Malang,

ABSTRAK: Dalam penelitian ini telah dilakukan pengujian sifat fisika tanah,yakni uji suseptibilitas magnetik tanah pada media tanaman tomat yang disiram Fe dengan konsentrasi yang berbeda. Sebanyak 30 sampel tanaman tomat disiram dengan konsentrasi Fe yang berbeda, yakni 0 gr/100 ml, 2,5 gr/100 ml, dan 5 gr/ 100 ml.

Suseptibilitas magnetik digunakan untuk mengetahui sebaran nilai suseptibilitas magnetik frekuensi rendah (χlf ), frekuensi tinggi (χhf), dan persentase suseptibilitas magnetik dependent

frequency (χfd%). Sementara itu kandungan unsur kimia sampel ditentukan dengan

menggunakan XRF (X-Ray Fluorescence).

Hasil pengukuran menunjukkan suseptibilitas magnetik χlfpada konsentrasi 0 ml/100 gr

sebanyak 10 sampel berada pada rentang 8,51-9,59 x10-6 m3kg-1 dengan χfd% yaitu 0,11%

-4,07%, pada konsentrasi 2,5 ml/100 gr sebanyak 10 sampel berkisar antara 8,84-9,76 x10-6 m3kg-1 dengan χfd% yaitu 0,11% - 2,58%, dan pada konsentrasi 5 ml/100 gr sebanyak 10 sampel

berkisar antara 8,55-10,50 x10-6 m3kg-1 dengan χfd% _{yaitu 0,43% - 2,86%. Hasil pengujian}

menggunakan XRF, menunjukkan unsur yang terdapat pada enam sampel tanah tanaman tomat yang tertinggi adalah Fe yakni rata-ratanya sebesar 45,6%.

Selisih rata-rata tinggi tanaman selama lima minggu semakin menurun yakni 3,59 cm pada konsentrasi 0 gr/100 ml, 3,07 cm pada konsentrasi 2,5 gr/100 ml, dan 2,33 cm pada konsentrasi 5 gr/100 ml. selisih rata-rata lebar daun selama lima minggu yakni 0,57 cm pada konsentrasi 0 gr/100 ml, 0,67 cm pada konsentrasi 2,5 gr/100 ml, dan 0,65 cm pada konsentrasi 5 gr/100 ml. selisih rata-rata panjang daun selama lima minggu menunjukkan bahwa terjadi peningkatan yakni 0,72 cm pada konsentrasi 0 gr/100 ml, dan 0,93 cm pada konsentrasi 2,5 gr/100 ml, kemudian sedikit menurun yaitu 0,86 cm pada konsentrasi 5 gr/100 ml namun nilai tersebut masih relatif lebih besar jika dibandingkan dengan selisih rata-rata lebar daun pada konsentrasi 0 gr/100ml. selisih rata-rata banyak daun selama lima minggu menunjukkan bahwa terjadi peningkatan yakni 3,8 cm pada konsentrasi 0 gr/100 ml, dan 5,1 cm pada konsentrasi 2,5 gr/100 ml, kemudian terjadi penurunan yaitu 2,9 cm pada konsentrasi 5 gr/100 ml.

Kata Kunci: Suseptibilitas Magnetik, XRF, Fe.

PENDAHULUAN

Tanah merupakan lapisan permukan bumi paling luar sebagai tempat tumbuhnya tanaman. Komponen anorganik tanah sangat penting dalam produktivitas tanah, salah satunya adalah unsur besi (Fe) (Ardilla, 2013). Besi merupakan salah satu unsur yang mengalami perubahan pada kondisi tergenang yaitu dapat mengalami reduksi dari Fe 3+ menjadi Fe 2+. dari aspek ketersediaan hara perubahan ini menguntungkan bagi tanaman, karena besi lebih tersedia dan dapat diserap oleh tanaman yaitu dalam bentuk fero (Fe2+), namun apabila reduksi berlebih maka besi tersebut dapat lrut melebihi dari kebutuhan tanaman, sehingga mengakibatkan keracunan tanaman (Syafruddin, 2011).

(2)

sangat penting bagi tanah. Oksida besi memiliki daya pewarnaan yang tinggi dan menentukan warna banyak tanah. Dengan demikian, warna tanah ditentukan oleh distribusi oksida besi dalam profil tanah serta membantu dalam menjelaskan kejadian tanahnya, pemberian nama tanah, serta klasifikasi tanah (Schwertmann dan Taylor, 1997). Oksida besi yang mengandung mineral dapat ditemukan dalam batuan beku, metamorf, dan batuan sedimen. Penyebaran mineral paling luas dari batuan sedimen dan kuarsa, karbonat. Feldspar adalah diamagnetik dan juga tidak membawa kontribusi cukup besar untuk perilaku magnetik dari tanah. Mineral yang terhidrasi oksida besi seperti geotite merupakan mineral oksida besi yang paling berlimpah di dalam tanah di seluruh dunia. Ferrihydrite dan lepidocrocite memberikan peran kecil dalam menentukan sifat magnetik tanah (Glinski et all, 2011).

Zat besi tidak hanya penting untuk perkembangan tanaman,tetapi juga berpartisipasi dalam mempengaruhi struktur tanah dan kesuburan tanah (Glinski et all, 2011). Rentang kelarutan zat besi (Fe) sekitar 0,8-197,6 mg/kg (Naseem, 2012). Konsentrasi magnetik dalam tanah dipengaruhi oleh bahan induk, usia tanah, proses pembentukan tanah, aktivitas biologi dan suhu tanah (Glinski et all, 2011). Konsentrasi dari mineral magnetik dalam tanah dapat diukur dengan menggunakan suseptibilitas magnetik (Quijano, 2011). Suseptibilitas magnetik dalam tanah dapat digunakan untuk menyimpulkan konsentrasi dari mineral magnetik (Quijano, 2011).

Dalam 20 tahun terakhir telah banyak penelitian pemanfaatan metode geofisika dalam bidang pertanian (Allred et all 2008). Pengukuran nilai suseptibilitas magnetik juga mulai diterapkan dalam berbagai bidang pertanian dan penelitian-penelitian yakni analisis sifat fisika tanah pada area perkebunan apel (Munfarikha, 2014), mempelajari pengaruh pemberian pestisida pada tanah vulkanik terhadap nilai suseptibilitas magnetik daerah Bukit Tunggul dengan memanfaatkan metode kemagnetan batuan (Agustine et all, 2013), hubungan parameter magnetik dengan kelimpahan hewan nematoda pada tanah pertanian di Portugal (Lourenco et all, 2015) serta hubungan antara suseptibilitas magnetik terhadap karakteristik permukaan topografis (Quijano et all, 2011). Pengujian lain yang dapat digunakan selain nilai suseptibilitas magnetik adalah dengan melakukan uji XRF. X-Ray Fluorescence (XRF) adalah alat untuk mengetahui kandungan dalam suatu bahan. Jenis unsur yang terkandung dalam bahan dianalisis secara kualitatif, dan untuk menentukan konsentrasi unsur dalam bahan dianalisis secara kuantitatif (Cerato et all, 2013).

Untuk melanjutkan penelitian terkait analisis sifat suseptibilitas magnetik dan mengamati pengaruh konsentrasi pemberian pupuk nanomagnetik Fe terhadap pertumbuhan tanaman tomat masih belum pernah dilakukan. Oleh karena itu, diperlukan penelitian lebih lanjut dengan judul Pengaruh Penyiraman Fe Terhadap Suseptibilitas Magnetik Tanah Pada Media Tanaman Tomat Dan Implikasinya Pada Tinggi Batang Serta Lebar, Panjang, Dan Banyak Daun . Dilakukan sejumlah pengujian untuk mencari nilai suseptibilitas magnetik yakni untuk mengetahui implikasi pemberian variasi konsentrasi Fe terhadap pertumbuhan tanaman tomat melalui penyiraman dan juga uji kandungan bahan untuk menentukan unsur kimia yang terkandung menggunakan XRF.

METODE PENELITIAN

(3)

S

EMINAR

N

ASIONAL

J

URUSAN

F

ISIKA

FMIPA UM 2016

ISBN 978-602-71279-1-9 FEL-19

suseptibilitas magnetik digunakan untuk mengetahui mineral magnetik pada sampel. Sedangkan pengujian XRF dilakukan untuk mengetahui komposisi bahan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Penentuan Komposisi Unsur dengan XRF

Menentukan komposisi unsur dengan menggunakan XRF (X-Ray Fluorescence). Berdasarkan hasil pengujian dari enam buah sampel yang telah diambil mewakili tiap-tiap variasi konsentrasi dengan nilai suseptibilitas yang tertinggi dan terendah. Hasil Pengujian XRF ditunjukkan pada lampiran III. Sesuai lampiran, unsur yang terdapat pada tanah media tanaman tomat adalah Al, Si, P, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Eu, Re, Sr, dan Ba. Kandungan unsur pada masing-masing sampel ditunjukkan pada Tabel 4.1 berikut ini.

Tabel 4.1 Kandungan

Unsur pada 6 Sampel

4.2 Pengukuran Nilai Suseptibilitas Magnetik

Pengambilan data suseptibilitas magnetik dilakukan pada tanah tanaman tomat menggunakan Magnetic

Susceptibilitymeter (Bartington Susceptibilitymeter type MS2) dengan tiga kepekatan pupuk Fe yang berbeda yaitu

pada 0 gr/100 ml, 2,5 gr/100 ml dan 5 gr/100 ml. Hasil grafik suseptibilitas

frekuensi rendah (χlf ), dan frekuensi tinggi (χhf ) terhadap konsentrasi ditunjukkan

pada Gambar 4.2 dan 4.3.

Unsur Persentasi Kandungan Unsur Sampe

l 1 Sampel 2 Sampel 3 Sampel 4 Sampel 5 Sampel 6

Al 8% 7,80% 8,20% 8,00% 8,20% 8,00% Si 26,10% 26,40% 26,10% 25,60% 27,70% 26,20%

P - 0,55% 0,58% 0,55% - 0,52% K 1,10% 1,10% 1,10% 1,10% 1,10% 1,10%

Ca 13,60% 13,60% 13,80% 13,20% 12,80% 12,70% Ti 2,23% 2,18% 2,19% 2,20% 2,22% 2,28%

V 0,12% 0,14% 0,15% 0,14% 0,15% 0,15% Cr 0,09% 0,09% 0,08% 0,09% 0,08% 0,09% Mn 0,65% 0,74% 0,73% 0,68% 0,66% 0,65% Fe 45,70% 45,22% 45,09% 46,22% 44,98% 46,40% Ni 0,27% 0,20% 0,21% 0,20% 0,20% 0,20% Cu 0,25% 0,24% 0,21% 0,23% 0,22% 0,21% Zn 0,10% 0,10% 0,11% 0,10% 0,10% 0,10% Eu 0,61% 0,60% 0,50% 0,50% 0,50% 0,50% Re 0,40% 0,40% 0,40% 0,30% 0,30% 0,40% Sr 0,90% 0,81% 0,75% 0,82% 0,75% 0,78%

(4)

-Gambar 4.2 Grafik Nilai Hubungan antara terhadap Konsentrasi Fe

Gambar 4.3 Grafik Nilai Hubungan antara terhadap Konsentrasi Fe

4.3 Analisis Pertumbuhan Tanaman

Adapun rata-rata suseptibilitas tanah, dan selisih pertumbuhan tanaman (tinggi tanaman, panjang daun,lebar daun, dan banyak daun) selama lima minggu sebagai berikut.

Tabel 4.3 Rata-Rata Suseptibilitas Tanah dan Selisih Pertumbuhan Tanaman

Pengukuran PH tanah yang didapatkan yakni pada konsentrasi Fe 0 gr/100 ml nilai PH tanah 6,4, pada konsentrasi Fe 2,5 gr/100 ml nilai PH tanah 6,2, dan pada konsentrasi Fe 5 gr/100 ml nilai PH tanah 5,9.

Konsentrasi

(gr/100 ml) dan akhir Pertumbuhan awal

Tinggi (cm) Lebar (cm) Panjang(cm) Banyak(cm)

0 9,153 3,59 0,57 0,72 3,8

2,5 9,355 3,07 0,67 0,93 5,1

5 9,589 2,33 0,65 0,86 2,9

Gambar 4.2 Grafik Nilai Hubungan antara χlf terhadap Konsentrasi Fe

Gambar 4.3 Grafik Nilai Hubungan antara χhf _{terhadap Konsentrasi Fe}

Konsentrasi

0 9,153 3,59 0,57 0,72 3,8

2,5 9,355 3,07 0,67 0,93 5,1

5 9,589 2,33 0,65 0,86 2,9

Konsentrasi

0 9,153 3,59 0,57 0,72 3,8

2,5 9,355 3,07 0,67 0,93 5,1

(5)

S

EMINAR

N

ASIONAL

J

URUSAN

F

ISIKA

FMIPA UM 2016

ISBN 978-602-71279-1-9 FEL-21

KESIMPULAN

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut.

1. Nilai suseptibilitas frekuensi rendah pada konsentrasi 0 ml/100gr sebanyak 10 sampel berkisar antara 8,51-9,59 x10-6m3kg-1 dengan suseptibilitas frequency dependent yaitu 0,11% - 4,07%, 2.5 ml/100gr sebanyak 10 sampel berkisar antara 8,849,76 x106m3kg1 dengan suseptibilitas frequency dependent yaitu 0,11% -2,58%, pada konsentrasi 5 ml/100gr sebanyak 10 sampel berkisar antara 8,55-10,50 x10-6m3kg-1 dengan suseptibilitas frequency dependent yaitu 0,43% - 2,86%. Pola persebaran suseptibilitas lebih tinggi pada konsentrasi 0 gr/ 100ml.

2. selisih rata-rata tinggi tanaman selama lima minggu semakin menurun yakni 3,59 cm pada konsentrasi 0 gr/100ml dengan suseptibilitas magnetik sebesar 9,153 x10-6 m3kg-1, 3,07 cm pada konsentrasi 2,5 gr/100ml dengan suseptibilitas magnetik sebesar 9,35 x10-6 m3kg-1, dan 2,33 cm pada konsentrasi 5 gr/100ml dengan suseptibilitas magnetik sebesar 9,589 x10-6 m3kg-1. selisih rata-rata lebar daun selama lima minggu semakin menurun yakni 3,59 cm pada konsentrasi 0 gr/100ml dengan suseptibilitas magnetik sebesar 9,153 x10-6 m3kg-1, 3,07 cm pada konsentrasi 2,5 gr/100ml dengan suseptibilitas magnetik sebesar 9,35 x10-6 m3kg-1, dan 2,33 cm pada konsentrasi 5 gr/100ml dengan suseptibilitas magnetik sebesar 9,589 x10-6 m3kg-1. selisih rata-rata panjang daun selama lima minggu menunjukkan bahwa terjadi peningkatan yakni 0,72 cm pada konsentrasi 0 gr/100ml dengan suseptibilitas magnetik sebesar 9,153 x10-6 m3kg-1, dan 0,93 cm pada konsentrasi 2,5 gr/100ml dengan suseptibilitas magnetik sebesar 9,35 x10-6 m3kg-1, kemudian sedikit menurun yaitu 0,86 cm pada konsentrasi 5 gr/100ml dengan suseptibilitas magnetik sebesar 9,589 x10-6 m3kg-1 namun nilai tersebut masih relatif lebih besar jika dibandingkan dengan selisih rata-rata lebar daun pada konsentrasi 0 gr/100ml. selisih rata-rata banyak daun selama lima minggu menunjukkan bahwa terjadi peningkatan yakni 3,8 pada konsentrasi 0 gr/100ml dengan suseptibilitas magnetik sebesar 9,153 x10-6 m3kg-1, dan 5,1 pada konsentrasi 2,5 gr/100ml dengan suseptibilitas magnetik sebesar 9,35 x10-6 m3kg-1, kemudian terjadi penurunan yaitu 2,9 pada konsentrasi 5 gr/100ml dengan suseptibilitas magnetik sebesar 9,589 x10-6 m3kg-1.

UCAPAN TERIMAKASIH

Penulis menyampaikan terimakasih kepada DP2M Dikti yang telah memberi dana melalui hibah penelitian unggulan 2016-2017.

DAFTAR PUSTAKA

Agustine, E., Fitriani, D., Saifuddin, Ode, L., Tamuntuan, G., & Bijaksana, S. 2013.

Magnetic Susceptibility Properties Of Pesticide Contaminated Volcanic Soil. Padjajaran International Physics Shymposium. 5.

Allred, B. J., Daniels, J.J., dan Ehsani, M.R. 2008. Handbook of Agricultural Geophysics.

United States of America : CRC Press Taylor and Francis Group.

Ardilla, Dita. 2013.Analisis Besi(Fe) dan Aluminium (Al) DalamTanah Lempung Secara

Spektrometri Serapan Atom. Prosiding Semirata FMIPA Universitas Negeri Lampung.

Cerato, A. B. and Miller, G. A. 2013. Determination of Soil Stabilizer Content Using

X-Ray Fluorescence. Geotechnical Testing Journal, Vol. 36, No. 5, pp. 781-785.

Clement, Bradford. 2010. The Effect of Wildfires on The Magnetic Properties of Soils in

The Everglades. Department of Geology and Geophysics, Texas A&M University, USA.

(6)

Spatial Variability of Magnetic Soil Properties.USA : US Army Engineer Researchand Development Center.

Dearing, J. 1999. Environmental Magnetic Suscepbility Using The Bartington

MS2System.British Library Cataloguing in Publication Data.

Glinski, J dan Horabik, J. 2011. Encyclopedia of Agrophysics. Netherlands: Spinger.

Harifan, E. 2015. Analisis Komposisi Unsur Fe Terhadap Nilai Suseptibilitas Magnetik

di Kota Padang Menggunakan Metode X-Ray Fluorescence. FMIPA Universitas

Negeri Padang.

Hikma, Rizka. 2015. Analisis Sifat Fisika Tanah Perkebunan Apel Melalui Pengukuran

Suseptibilitas Magnetik, XRF, dan GPR serta Implikasinya pada Produksi Apel.

Skripsi. Malang: FMIPA UM.

Lourenco, Ana. 2015. Relation Between Magnetic Parameters And Nematode Abundance

in Agricultural Soils of Portugal A Multidisciplinary Study in The Scope of Environmental Magnetism. Springer International Publishing, Switzerland.

Marcon, P., and K. Ostanina, Overview of Methods for Magnetic Susceptibility

Measurement.PIERS Proceedings, Kuala Lumpur, Malaysia, March 2012.

Morgenstern, P., Bruggemann, L., Meissner,R., Seeger, J., and Wennrich, R. 2010.

Capability of XRF Method for Monitoring the Content of the Macronutriens Mg, P, S, K and Ca in Agricultural Crops,Water Air Soil Poll., Vol. 209, pp.315-322. Munfarikha, N. 2014. Measurement of Resistivity and Magnetic Susceptibility of Soil

Apple Agriculture Pujon Malang. Skripsi tidak diterbitkan. Malang:FMIPA UM.

Naseem, Shahid. 2012. Assesment of Geochemistry of Soils for Agriculture at Winder,

Balochitan, Pakistan.Department of Geology, University of Karachi, Pakistan.

Quijano, Laura. 2011. Magnetic Susceptibility In Top Soils And Bulk Cores of Cultivated

Calcisols.Proceedings Tandil, Argentina.

Sandgrend, P dan Snowball I. 2001. Application of Mineral Magnetic Techniques To

Paleolimnology.Department of Quaternary Geology, Swedan.

Schwertmann, V., and Taylor, R. 1977. Soil Magnetsim. Dari geos.education, (Online),

(http://www.geos.ed.ac.uk), diakses 8 Mei 2016.

Subekti. 2010. Pengukuran Anisotropi Suseptibilitas Magnetik. Surakarta : FMIPA

Universitas Sebelas Maret.

Syafruddin. 2011. Keracunan Besi Pada Tanaman Padi Dan Upaya Pengelolaannya