BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Tanah
Tanah merupakan campuran bahan padat (organik dan anorganik), dan udara, fase ini saling mempengaruhi satu sama lain. Misalnya, reakis-reaksi bahan padat berpengaruh terhadap kualitas udara dan air, berpengaruh terhadap pelapukan bahan padat, dan reaksi-reaksi kimia dari jasad renik. Berdasarkan keterangan tersebut diatas pada tanah telah terjadi, sedang, dan akan berlangsung berbagai reaksi kimia yang bentuk dan kecepatannya dipengaruhi oleh bahan-bahan yang bereaksi dan keadaan lingkungan. Dapat dikatakan bahwa tanah merupkakan laboratorium kimia alam yang melangsungkan aktivitas yang berkesinambungan sepanjang zaman. Secara sederhana dapat dikemukakan suatu batasan atau definisi bahwa kimia tanah adalah semua peristiwa yang bersifat kimia yang terjadi pada tanah, baik pada permukaan maupun didalamnya. Rentetan peristiwa kimia inilah yang menentukan ciri dan sifat kimia tanah yang terbentuk atau yang akan berkembang. Walaupun batasan ini kedengarannya sederhana, tetapi rentetan peristiwa kimia yang terjadi sangat rumit dan belum semuanya dapat dipantau, sehingga sebagian besar belum dapat diungkapkan sebab dan akibatnya (Lubis,A.M. 1988).
Tanah adalah salah satu sistem bumi, yang bersama dengan sistem bumi yang lain, yaitu air alami dan atmosfer, menjadi inti fungsi, perubahan, dan kemantapan ekosistem. Tanah berkedudukan khas dalam masalah lingkungan dan membentuk landasan hakiki bagi kemanusiaan. Fungsi – fungsi penting yang dikerjakan tanah dalam ekosistem mencakup :
1) Melanjutkan kegiatan, keanekaan, dan produktivitas hayati 2) Mengatur dan membagi-bagi aliran air dan larutan
3) Menyaring, menyangga, mendegradasi, imobilisasi, dan detoksifikasi bahan- bahan organik dan anorganik, termasuk hasil samping industri dan kota serta endapan atmosfer
4) Menyimpan dan mendaurkan hara dan unsur-unsur lain didalam biosfer bumi 5) Memberikan topangan bagi bangunan sosioekonomi dan perlindungan bagi
khasanah arkeologi yang berhubungan dengan pemukiman manusia (Notohadiprawiro, 1998)
Tanah mineral yang dapat berfungsi sebagai media tumbuh ideal secara material tersusun oleh 4 komponen, yaitu bahan padatan (mineral dan bahan organik), air dan udara. Bedasarkan volumenya, maka tanah secara rerata terdiri dari :
1) Padatan dengan kadar 50%, berupa 45% bahan mineral dan 5% bahan organik, dan
2) Ruang pori dengan kadar 50%, berisi 25% air dan 25% udara.
Secara alamiah proporsi komponen-komponen tanah sangat tergantung pada : 1) Ukuran partikel penyusun tanah, makin halus berarti makin padat tanah,
sehingga ruang porinya juga akan menyempit, sebaliknya jika makin kasar, 2) Sumber bahan organik tanah, tanah bervegetasi akan mempunyai proposi BOT
tinggi, sebaliknya pada tanah gundul (tanpa vegetasi),
3) Iklim terutama curah hujan dan temperatur, saat hujan dan evaporasi (penguapan) rendah proposi air meningkat (dan proposi udara menurun), sebaliknya pada saat tidak hujan dan evaporasi tinggi, dan
4) Sumber air, tanah yang berdekatan dengan sungai akan lebih banyak mengandung air ketimbang yang jauh dari sungai (Kemas.A, 2005)
2.2 Unsur Hara Tanah
Semua makhluk hidup memerlukan makanan untuk kehidupannya, demikian juga halnya dengan tanaman. Makhluk hidup seperti manusia, dan hewan dalam mencari makanannya dapat bergerak leluasa, tapi tidak demikian halnya dengan tanaman, tanaman tidak dapat bergerak. Untuk mudahnya tanaman mengambil makanannya itu perlu diusahakan supaya tanah tempat tanaman itu hidup selalu dalam keadaan meguntungkan. Makanan untuk tanaman disebut dengan istilah unsur hara. Untuk hal tersebut diatas terlebih dahulu kita harus mengetahui unsur-unsur apa saja yang dibutuhkan tanaman itu untuk hidupnya.
Tanaman dalam pertumbuhannya memerlukan 16 macam unsur hara yakni : Karbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N), Posfor (P), Kalium (K), Calsium (Ca), Magnesium (Mg), Sulfur (S), Tembaga (Cu), Boron (B), Molybdenium (Mo), Chlor (Cl), Mangan (Mn), Besi (Fe), dan Seng (Zn). Karbon, hidrogen dan Oksigen berasal dari udara dan air tanah, sedangkan yang lainnya berasal dari tanah dan pupuk.
Semua unsur hara yang kita sebutka diatas tadi kita bedakan lagi atas dua bagian yaitu :
1. Unsur hara makro 2. Unsur hara mikro
Unsur hara makro adalah unsur hara yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang banyak. Sedangkan unsur hara mikro adalah unsur hara yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang sedikit.
Yang termasuk unsur hara makro adalah N, P, K, Ca, Mg, dan S, sedangkan unsur hara mikro adalah Fe, Cu, Zn, Mo, B, Cl, Mn (Effendi, 1981)
Dalam tubuh tanaman, nitrogrn merupakan bagian dari protein dan plasma sel. Oleh karena itu diperlukan untuk pertumbuhan. Nitrogen juga merupakan penyusun chloropil dengan Mg sebagai pusat, yang dikelilingi oleh 4 cincin, dimana tiap cincin mengandung N dengan 4 atom C. Unsur ini juga berperan penting terhadap pertumbuhan yang jagur, dan membuat daun berwarna hijau. Jika nitrogen berlebihan mengakibatkan pertumbuhan vegetatip yang berlebihan, sehingga memperlambat panen.
Defisiensi unsur nitrogen ini, menunjukkan gejala tanaman yang kerdil, daun menjadi kuning mulai dari daun terbawah, sedangkan daun sebelah atas tetap hijau (Effendi, 1981)
Nitrogen merupakan unsur hara utama bagi pertumbuhan tanaman, yang pada umumnya sangat diperlukan untuk pembentukan atau pertumbuhan bagian-bagian vegetatif tanaman, seperi daun, batang, dan akar, tetapi kalau terlalu banyak dapat menghambat pembuangan dan pembuahan pada tamannnya.
Fungsi Nitrogen yang selengkapnya bagi tanaman adalah sebagai berikut : 1. Untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman
2. Dapat menyehatkan pertumbuhan daun, daun tanaman lebar dengan warna yang lebih hiaju, kekurangan N menyebabkan khlorosis (pada daun muda berwarna kuning)
3. Meningkatkan kadar protein dalam tubuh tanaman 4. Meningkatkan kualitas tanaman penghasil dan-daunan
5. Meningkatkan berkembangbiaknya mikro-organisme didalam tanah. Sebagaimana diketahui hal itu penting sekali bagi kelangsungan pelapukan bahan organik.
Nitrogen atau Zat Lemas diserap oleh akar tanaman dalam bentuk NO3- (nitrat)
dan (NH4+) (ammonium), akan tetapi nitrat ini segera tereduksi menjafi amonium
melalui enzim yang mengandung Molibdinum. Apabila Unsur Nitrogen tersedia banyak dai pada unsur lainnya, akan dapat dihaslkan protein lebih banyak. Semkain tinggi pemberian Nirogen semakin cepat pula sintesis karbohidrat yang dibah menjadi protein dan protoplasma.
Udara merupakan sumber nitrogen yang tersebar. Seperti telah dikemukakan di atas, dalam pemanfaatannya bagi tanaman harus mengalami perubahan terlebih dahulu dalam bentuk amoniak dan nitrat dan hal ini dapat dihasilkan oleh :
1. Terjadinya halilintar di udara ternyata dapat menghasilkan zat nitrat, yang kemudian dibawa air hujan mereasp ke bumi
2. Bahan Oragis dalam bentuk sisa-sisa tanaman di alam terbuka (misalnya dalam pupuk kandang)
3. Pabrik-pabrik pupuk buatan (seperti Urea, dll) 4. Dan oleh bakteri-bakteri (Mulyani, 2002)
2.4 Analisa Nitrogen Dengan Menggunakan Metode Kjeldhal
Analisis N total metode Kjeldhal merupakan prosedur analisis yang tertua diantara semua metode analisis. Pertama sekali diperkenalkan oleh John Kjeldhal
pada pertemuan The Danish Chemistry Society pada 7 Maret 1883, dan dipunlikasikan pada Zeitschrifte fur analystisch pada tahun yang sama. Prinsip dasar dari metode Kjeldhal yang pertama ini masih banyak digunakan hingga sekarang.
Analisis N total tanah didasari oleh prinsip mengubah organik menjadi N-ammonium oleh asam sulfat yang dipanaskan sekitar380oC dan dengan menggunakan Cu-sulfat + Selenium + Na-sulfat sebagai katalisator. Proses ini disebut digestasi dan hasilnya disebut digest; secara keseluruhan disebut Kjeldhal Digestasi. Asam digest
yang mengandung amonium dibasakan dengan NaOH sehingga ion ammonium dikonversi menjadi ammoniak. Lalu didestilasi menjadi amonium hidroksida. NH4OH
ditentukan jumlahnya dengan mentitrasi dengan HCl.
Analisa protein cara Kjeldhal pada dasarnya dapat dibagi menjadi tiga tahapan yaitu proses destruksi, proses destilasi dan tahap titrasi.
1. Tahap Destruksi
Pada tahap ini sampel dipanaskan, dalam asam sulfat pekat sehingga terjadi destruksi menjdi unsur-unsurnya. Elemen karbon, hidrogen teroksidasi menjadi CO, CO2, dan H2O. Sedangkan nitrogennya akan berubah menjadi (NH4)2SO4. asam sulfat
yang diperunakan untuk destruksi diperhitungkan adanya bahan protein lemak dan karbohidrat.
Untuk memperepat proses destruksi sering ditambahkan katalisator yaitu selenium. Selenium dapat mempercepat proses oksidasi karena zat tersebut selain menaikkan itik didih juga mudah mengadakan perubahan dari valensi tinggi ke valensi rendah atau sebaliknya. Penggunaan selenium lebih reaktif dibandingkan merkuri dan kupri sulfat tetapi selelnium mempunyai kelemahan yaitu karena sangat cepatnya oksidasi maka nitrogennya justru mungkit ikut hilang. Hal ini dapat diatasi dengan pemakaian selenium yang sangat sedikit yaitu kurang dari 0,25gram. Proses destuksi sudah selesai apabila larutan menjadi jernih atau tidak berwarna.
2. Tahap Destilasi
Pada tahap destilasi, ammonium sulfat dipecah menjdai ammoni dengan penambahan NaOH sampai alkalis dan dipanaskan. Agar supaya selama destilasi tidak terjasi superheating ataupun pemercikan cairan atau timbulnya gelembung gas yang besar maka dapat ditambahkan logam zink. Ammonium yang dibebaskan selanjutnya akan ditangkap oleh larutan asam standar. Asam standar yang dpat dipakai adalah
asam klorida atau asam borat 4% dalam jumlah yang berlebihan. Agar supaya kontak antara asam dengan ammonia lebih baik maka diusahakan ujung tabung tercelup sedalam mungkin dalam asam. Untuk mengetahui asam dalam keadaan berlebihan maka diberi indikator misalnya BCG + MR atau PP. Destilasi diakhiri bila semua ammoniak telah teroksidai sempurna denmgan ditandai destilat tidak bereaksi basa.
3. Tahap Titrasi
Apabila penampung destilasi digunakan asam borat maka banyaknya asam borat yang bereaksi dengan ammonia dapat diketahui dengan titrasi dengan menggunakan asam klorida 0,1N dengan indikator BCG + MR, akhir titrasi ditandai dengan perubahan warna larutan dari biru menjadi merah muda. Selisih jumlah titrasi sampel dan blanko merupakan jumlah ekuivalen nitrogen (Sudarmaji, 1989)
