BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pertambangan
Kegiatan pertambangan untuk mengambil bahan galian dari lapisan bumi telah berlangsung sejak lama. Pertambangan adalah rangkaian kegiatan dalam rangka upaya pencarian, penambangan (penggalian), pengolahan, pemanfaatan dan penjualan bahan galian (Wikipedia 2009). Teknik pertambangan ada dua macam, yaitu tambang terbuka (open-pit mining, strip mining, dan quarrying) dan tambang bawah tanah. Penambangan batu granit termasuk teknik pertambangan quarrying yaitu teknik yang bertujuan untuk mengambil bahan ornamen dan bahan bangunan. Untuk pengambilan batu ornamen diperlukan teknik khusus agar balok-balok batuan ornamen yang diambil mempunyai ukuran, bentuk, dan kualitas tertentu (Pusat Pengembangan dan Penerapan AMDAL 2001).
2.2 Batu Granit
Granit (Granodiorit) merupakan suatu batuan yang berwarna abu-abu kehijauan, cenderung terang, sangat keras, kompak dan pejal. Batuan ini tersusun dari mineral Kuarsa, Plagioklas, K-Feldfar, dan mineral Hornblende. Berdasarkan hasil uji laboratorium mempunyai kuat tekan di atas 700 kg/cm2, berat jenis 2,484 gram/cm3, tingkat keausan 0,497% dan daya serap yang kecil yaitu 0,035% sehingga cocok digunakan untuk dinding, lantai atau interior lainnya (Dinas Pertambangan dan Energi Propinsi Nusa Tenggara Barat 2008).
Bahan galian seringkali dikelompokkan menjadi tiga, yaitu bahan galian metalliferous, nonmetalliferous dan bahan galian yang digunakan untuk bahan bangunan atau batuan ornamen. Batu granit termasuk ke dalam kelompok bahan bangunan atau batuan ornamen (Pusat Pengembangan dan Penerapan AMDAL 2001).
2.3 Pengertian Tanah
Tanah adalah kumpulan benda alam di permukaan bumi yang tersusun dalam horison-horison, terdiri dari campuran bahan mineral, bahan organik, air dan udara, dan merupakan media untuk tumbuh tanaman (Hardjowigeno 2003). Tanah berasal dari pelapukan batuan yang bercampur dengan sisa bahan organik dan mineral vegetasi serta hewan yang hidup di atas atau di dalamnya.
2.4 Sifat Fisik Tanah 2.4.1 Tekstur Tanah
Tekstur tanah merupakan komposisi butiran penyusun tanah, yang pada umumnya terdiri dari pasir, debu dan liat, yang mempunyai ukuran kurang dari 2 mm. Pasir biasanya didominasi oleh mineral kuarsa (SiO2) yang sangat tahan terhadap pelapukan, sedangkan debu biasanya berasal dari mineral feldspar dan mika yang dengan mudah melapuk dan pada saat pelapukannya mengeluarkan sejumlah hara sehingga tanah bertekstur debu pada umumnya lebih subur daripada tanah bertekstur pasir. Liat merupakan koloid yang bermuatan listrik yang aktif sebagai pertukaran anion dan kation, maka liat lebih berperan secara kimiawi (Hanafiah 2005).
Kelas tekstur tanah ditentukan berdasarkan proporsi dari pasir, debu, dan liat yang terkandung dalam tanah. Menurut Hardjowigeno (2003) tanah dikelompokkan kedalam beberapa macam kelas tekstur, yaitu:
1) Tanah bertekstur kasar meliputi pasir dan pasir berlempung.
2) Tanah bertekstur agak kasar meliputi lempung berpasir dan lempung berpasir halus.
3) Tanah bertekstur sedang meliputi lempung berpasir sangat halus, lempung, lempung berdebu dan debu.
4) Tanah bertekstur agak halus meliputi lempung liat, lempung liat berpasir dan lempung liat berdebu.
5) Tanah bertekstur halus meliputi liat berpasir, liat berdebu dan liat. 2.4.2 Bulk Density
Bulk density merupakan kepadatan tanah yang ditunjukkan dengan perbandingan antara berat tanah kering dengan volume tanah termasuk volume pori-pori tanah. Bulk density disebut juga sebagai kerapatan limbak atau bobot isi. Makin padat suatu tanah atau memiliki bobot isi yang tinggi maka tanah tersebut akan sulit meneruskan air atau sulit ditembus akar tanaman (Hardjowigeno 2003). Nilai kerapatan massa tanah berbanding lurus dengan tingkat kekasaran partikel-partikel tanah, makin kasar akan makin berat.
2.4.3 Porositas Tanah
Pori tanah adalah bagian yang tidak terisi bahan padat tanah, melainkan terisi oleh udara dan air. Porositas adalah proporsi ruang pori total (ruang kosong) yang terdapat dalam satuan volume tanah yang dapat ditempati oleh air dan udara (Hanafiah 2005). Tanah yang mempunyai cukup ruang untuk pergerakan air dan udara disebut tanah yang poreus, sebaliknya jika tanah tidak mempunyai cukup ruang untuk pergerakan air dan udara maka tanah tersebut tidak poreus.
Menurut Hardjowigeno (2003), porositas tanah dipengaruhi oleh kandungan bahan organik, struktur tanah dan tekstur tanah. Jika kandungan bahan organik tinggi, maka porositas tanah tinggi. Tanah yang berstuktur remah atau granuler mempunyai porositas yang lebih tinggi daripada tanah yang berstruktur massive atau pejal. Tanah dengan tekstur kasar atau pasir banyak mempunyai pori-pori makro sehingga sulit untuk menahan air.
2.4.4 Air Tersedia
Air tanah selalu aktif sejak awal dalam membantu proses pembentukan horison-horison tanah. Air penting untuk pertumbuhan tanaman dan reaksi-reaksi kimia dalam pelapukan mineral. Kemampuan tanah menahan air dipengaruhi antara lain oleh tekstur tanah. Tanah yang bertekstur kasar mempunyai daya
menahan air lebih kecil daripada tanah bertekstur halus (Hardjowigeno 2003). Selain dipengaruhi oleh tekstur, jumlah air yang dapat digunakan oleh tanaman juga dipengaruhi oleh struktur, kandungan bahan organik, kedalaman tanah dan sistem perakaran tanaman (Islami dan Utomo 1995 dalam Rahmawati 2007). 2.4.5 Permeabilitas
Permeabilitas tanah merupakan kecepatan bergeraknya suatu cairan pada suatu media dalam keadaan jenuh. Permeabilitas merupakan sifat fisika tanah yang langsung dipengaruhi pengelolaan tanah, tanah dengan permeabilitas lambat lebih mudah tererosi daripada tanah dengan permeabilitas cepat (Baver 1972 dalam Rahmawati 2007). Beberapa faktor yang mempengaruhi permeabilitas tanah diantaranya adalah tekstur, porositas tanah serta distribusi ukuran pori, stabilitas agrerat, struktur tanah dan kandungan bahan organik (Hillel 1980 dalam Maryani 2007).
Berikut adalah deskripsi permeabilias tanah. Tabel 1 Permeabilitas tanah
Deskripsi Permeabilitas (cm/jam)
Sangat cepat > 25.0 Cepat 12.5-25.0 Agak cepat 6.5-12.5 Sedang 2.0-6.5 Agak lambat 0.5-2.0 Lambat 0.1-0.5 Sangat lambat <0.1 Sumber: Hardjowigeno 2003
2.5 Sifat Kimia Tanah
2.5.1 Reaksi Tanah (pH Tanah)
Reaksi tanah menunjukkan sifat kemasaman atau alakalinitas tanah yang dinyatakan dengan nilai pH (potential of hydrogen). Nilai pH menunjukkan banyaknya konsentrasi ion hidrogen (H+) di dalam tanah (Hardjowigeno 2003). Tanah masam memiliki nilai pH yang rendah atau kadar ion H+ yang tinggi, sebaliknya tanah basa memiliki nilai pH yang tinggi atau kadar ion H+ yang rendah. Dalam tanah, selain ion H+ dan ion-ion lain ditemukan pula ion OH- yang
jumlahnya berbanding terbalik dengan ion H+. Bila kandungan H+ dan OH- adalah sama, maka tanah bereaksi netral.
Reaksi tanah yang masam hampir selalu ditemukan di daerah beriklim basah, pada tanah ini kandungan ion H+ melebihi OH-. Sebaliknya, tanah basa hampir selalu pula ditemukan di daerah kering, kandungan ion OH- lebih tinggi dari ion H+ (Dikti 1991a). Nilai pH berkisar antara 0-14 dengan pH 7 disebut netral, pH kurang dari 7 disebut masam dan pH lebih dari 7 disebut basa. Namun, pada umumnya pH tanah berkisar antara 3.0-9.0 (Hardjowigeno 2003).
Tingkat kemasaman atau pH digunakan untuk menentukan mudah tidaknya unsur-unsur hara diserap tanaman. Pada umumnya unsur hara mudah diserap akar tanaman pada pH tanah sekitar netral, karena pada pH tersebut kebanyakan unsur hara mudah larut dalam air. Pada umumnya pula tanaman menunjukkan penurunan pertumbuhan pada tanah masam. Hal ini disebabkan karena kandungan Al serta unsur-unsur mikro yang berlebih sehingga bersifat racun terhadap tanaman. Menurut Dikti (1991a) masalah yang paling menonjol pada tanah masam adalah keracunan Al dan Mn serta kekurangan hara P. Selain itu, tanah yang terlalu basa juga sering mengandung garam yang terlalu tinggi yang juga dapat menjadi racun bagi tanaman.
2.5.2 C-Organik
C-organik adalah penyusun utama bahan organik. Bahan organik mempunyai peranan yang sangat penting dalam tanah terutama pengaruhnya terhadap kesuburan tanah. Banyak sifat-sifat tanah baik fisik, kimia dan biologi tanah yang secara langsung dan tidak langsung dipengaruhi oleh bahan organik (Istomo 1994).
2.5.3 Kapasitas Tukar Kation (KTK)
Kapasitas tukar kation (KTK) adalah kapasitas tanah untuk menjerap dan mempertukarkan kation (Tan 1993). Pertukaran kation memegang peranan sangat penting dalam penyerapan hara oleh tanaman, kesuburan tanah, retensi hara, dan pemupukan. Kation-kation yang dijerap umumnya dalam bentuk hidrat, yaitu kation-kation yang dikelilingi oleh molekul-molekul air.
Dikti (1991a) menyebutkan bahwa nilai KTK tanah sangat beragam dan tergantung pada sifat dan ciri tanah itu sendiri. Besar kecilnya KTK tanah tersebut dipengaruhi oleh reaksi tanah, tekstur atau jumlah liat, jenis mineral liat, bahan oganik, dan pengapuran serta pemupukan.
Secara rata-rata KTK koloid-koloid utama tanah adalah sebagai berikut. Tabel 2 Nilai KTK koloid-koloid utama tanah
Koloid Tanah KTK (me/100g)
Humus 200 Vermikulit 100-150 Montmorilonit 70-95 Ilit 10-40 Kaolinit 3-15 Seskuioksida 2-4 Sumber: Tan (1993) 2.5.4 N-Total
Nitrogen (N) merupakan salah satu unsur hara makro esensial yang dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah yang besar. Menurut Hanafiah (2005) unsur N berfungsi sebagai penyusun semua protein, klorofil dan asam-asam nukleat, serta berperan dalam pembentukan koenzim. Nitrogen dalam tanah berasal dari bahan organik tanah, pengikatan oleh mikroorganisme dari N udara, pupuk, dan air hujan. Nitrogen di dalam tanah terdapat dalam berbagai bentuk, yaitu protein, senyawa-senyawa amino, amonium (NH4+), serta nitrat (NO3-). Nitrogen yang diserap oleh tanaman adalah nitrogen dalam bentuk amonium dan nitrat (Hardjowigeno 2003).
2.5.5 P-Bray
Unsur Fosfor (P) di dalam tanah berasal dari bahan organik, pupuk buatan, dan mineral-mineral di dalam tanah. P-organik dan P-anorganik merupakan jenis unsur P yang terdapat di dalam tanah (Hardjowigeno 2003).
Menurut Hanafiah (2005), sumber utama unsur P dalam tanah selain dari pelapukan bahan induk juga berasal dari mineralisasi P-organik hasil dekomposisi sisa-sisa tanaman yang mengimmobilisasikan P dari larutan tanah dan hewan.
Dibandingkan dengan N, unsur P lebih cepat menjadi tersedia akibat terikat oleh kation tanah serta terfiksasi pada permukaan positif koloidal tanah. Ketersediaan unsur P optimum terdapat pada kisaran pH 6.0-7.0.
2.5.6 Kalium (K)
Unsur K dalam tanah berasal dari mineral-mineral primer tanah (feldspar, mika, dan lain-lain) serta berasal dari pupuk buatan. Unsur K ditemukan dalam jumlah yang besar pada tanah, tetapi hanya sebagian kecil yang digunakan oleh tanaman yaitu yang larut dalam air atau yang dapat dipertukarkan (Hardjowigeno 2003).
Kalium berfungsi dalam proses pembentukan pati, mengaktifkan enzim, pembukaan stomata, proses fisiologis dalam tanaman, proses metabolik dalam sel, mempengaruhi penyerapan unsur-unsur lain, mempertinggi daya tahan terhadap kekeringan dan penyakit, serta perkembangan akar.
2.5.7 Kalsium (Ca)
Unsur Ca dalam tanah berasal dari mineral-mineral primer, karbonat (kalsit, dolomit), dan garam-garam sederhana (gipsum dan Ca fosfat) (Hardjowigeno 2003). Unsur kalsium tersedia dalam bentuk kation bervalensi 2, dan diambil oleh tanaman dalam bentuk ion Ca2+. Kalsium berperan sebagai komponen penyusun dinding sel tanaman, pembentukan struktur dan permeabilitas membran sel (Hanafiah 2005).
Defisiensi Ca biasanya dijumpai pada kondisi masam dengan kejenuhan Ca rendah. Ca tersedia pada pH 7.0-8.5. Kekurangan Ca dapat menyebabkan terhentinya pertumbuhan tanaman akibat terganggunya pembentukan pucuk tanaman dan ujung-ujung akar serta jaringan penyimpan yang disebabkan terhambatnya pembelahan sel.
2.5.8 Magnesium (Mg)
Magnesium dalam tanah berasal dari mineral (biotit, augit, horenblende, amfibol), garam, dan kapur (dolomit) (Hardjowigeno 2003). Sama halnya dengan kalsium, unsur magnesium (Mg) juga tersedia dalam bentuk kation bevalensi 2,
dan diambil tanaman dalam bentuk Mg 2+ (Hanafiah 2005). Magnesium berperan sebagai satu-satunya mineral penyusun klorofil, berperan dalam aktivasi enzim, serta dalam pembentukan minyak.
2.5.9 Natrium (Na)
Natrium merupakan merupakan salah satu unsur penyusun lithosfer. Unsur ini berperan penting dalam menentukan karakteristik tanah dan pertumbuhan tanaman terutama di daerah kering dan agak kering yang berdekatan dengan pantai karena tingginya kadar Na air laut. Selain sebagai unsur mikro, Na juga bersifat toksik bagi tanaman jika terdapat dalam tanah dalam jumlah yang sedikit berlebihan (Hanafiah 2005).
2.5.10 Besi (Fe)
Fe merupakan katalisator atau bagian sistem enzimatik dalam pembentukan klorofil juga sebagai penyusun enzim dan protein (Hardjowigeno 2003). Kelarutan Fe menurun pada pH lebih dari 6.0 tetapi defisiensi Fe jarang terjadi, kecuali pada tanah berkapur atau alkalin karena berada dalam bentuk hidroksida dan oksida yang tidak larut. Besi pada kondisi aerob berbentuk Fe3+ (ferri) yang tereduksi menjadi Fe2+ (ferro) pada kondisi anaerob. Kedua bentuk ion ini diserap tanaman dari larutan tanah. Ketersediaan Fe tinggi pada pH dibawah 6.0, sehingga menjadi unsur toksik pada tanaman dan pengendap ion fosfat (Hanafiah 2005).
2.5.11 Seng (Zn)
Seng diambil tanaman dalam bentuk ion Zn2+. Defisiensi seng dijumpai pada tanah organik. Pada tanah berkapur defisiensi terjadi sebagai konsekuensi tingginya pH yang menyebabkan penurunan ketersediaannya, sedangkan pada tanah berpasir yang masam defisiensi merupakan akibat intensifnya pelindian. Dijumpai pula defisiensi Zn sebagai akibat pemupukan takaran fosfat takaran tinggi yang menyebabkan Zn diikat oleh senyawa fosfat terlarut (Hanafiah 2005).
Unsur ini perperan dalam pembentukan hormon tubuh, sebagai katalis pembentukan protein dan berperan penting dalam sistem enzim yang mengatur berbagai aktivitas metabolik.
2.5.12 Mangan (Mn)
Mangan (Mn) berperan dalam metabolisme nitrogen dan asam anorganik, fotosintesis (asimilasi CO2), perombakan karbohidrat, serta pembentukan kerotin, riboflavin dan asam askorbat (Hardjowigeno 2003). Mn dikandung berbagai batuan primer terutama yang tersusun oleh mineral sekunder berbahan ferro-magnesian, seperti pirolusit (MNO2) dan manganit [MnO(OH)]. Kadar Mn2+ dalam larutan tanah tergantung pada reaksi oksidasi-reduksi yang dipengaruhi pH, bahan organik, aktivitas mikrobia, dan kelembaban tanah (Hanafiah 2005).
Tabel 3 Kriteria penilaian sifat-sifat kimia tanah
No. Sifat
Tanah Satuan
Sangat
Rendah Rendah Sedang Tinggi
Sangat Tinggi 1 C-Organik % < 1.00 1.00-2.00 2.01-3.00 3.01-5.00 > 5.00 2 N-Total % < 0.10 0.10-0.20 0.21-0.50 0.51-0.75 > 0.75 3 P-Bray ppm < 10 10-15 16-25 26-35 > 35 4 KTK me/100g < 5 5-16 17-24 25-40 > 40 5 K me/100g < 0.1 0.1-0.2 0.3-0.5 0.6-1.0 > 1.0 6 Na me/100g < 0.1 0.1-0.3 0.4-0.7 0.8-1.0 > 1.0 7 Mg me/100g < 0.4 0.4-1.0 1.1-2.0 2.1-8.0 > 8.0 8 Ca me/100g < 2 2-5 6-10 11-20 > 20 Sumber: Staf Pusat Penelitian Tanah (1983) dalam Abdullah (1997)
2.6 Sifat Biologi Tanah 2.6.1 Mikroorganisme Tanah
Di dalam tanah terdapat berbagai jenis organisme yaitu hewan dan tumbuhan, baik yang berukuran makro maupun yang berukuran mikro. Berbagai mikroorganisme bertahan hidup, dan berkompetisi dalam memperoleh ruang, oksigen, air, hara, dan kebutuhan hidup lainnya (Hanafiah et al. 2007). Dalam pemanfaatan hara dan energi terjadi kompetisi antara mikroorganisme dengan akar tanaman, namun ketersediaan hara dalam tanah merupakan hasil akhir dari aktivitas mikroorganisme tersebut. Mikroorganisme tanah terdiri dari mikrofauna
yang meliputi protozoa dan nematode, serta mikroflora yang meliputi bakteri, fungi, Actinomycetes, dan ganggang.
Jumlah total mikroorganisme dalam tanah digunakan sebagai indeks kesuburan tanah, karena pada tanah subur jumlah mikroorganismenya tinggi. 2.6.2 Fungi Tanah
Fungi adalah salah satu mikroflora yang berada di dalam tanah. Fungi merupakan mikrobia heterotropik yang variatif baik dari segi ukuran maupun strukturnya (Hanafiah 2005). Fungi mempunyai peranan penting di dalam tanah terutama dalam penghancuran selulosa dan lignin, selain itu fungi juga aktif dalam penghancuran bahan mudah hancur seperti gula, pati, dan protein (Hardjowigeno 2003). Mycorhiza (jamur akar) merupakan salah satu jenis fungi yang bersimbiosis dengan akar tanaman tertentu. Mycorhiza membantu tanaman induk dalam menyerap unsur hara tertentu.
2.6.3 Bakteri Pelarut P
Mikrobia tanah dan akar tanaman berperan serta dalam pelarutan P-anorganik melalui produksi CO2 dan asam-asam organik. Mikrobia yang terlibat umumnya bakteri spesies Pseudomonas dan Bacillus. Aspergillus sp merupakan fungi yang diketahui juga dapat melarutkan fosfat dari ikatannya (Hanafiah 2005). 2.6.4 Respirasi Tanah
Pengukuran respirasi tanah merupakan cara yang pertama kali digunakan untuk menentukan tingkat aktivitas mikroorganisme tanah. Kecepatan respirasi lebih mencerminkan aktivitas metabolik daripada jumlah, tipe atau perkembangan mikroorganisme tanah (Anas 1989). Penetapan respirasi tanah didasarkan pada penetapan jumlah CO2 yang dihasilkan oleh mikroorganisme tanah dan jumlah O2 yang digunakan oleh mikroorganisme tanah.
