BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. biologi tanah sehingga menjadi lebih baik bagi pertumbuhan tanaman. Dalam

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 PENGERTIAN PUPUK

Pupuk adalah suatu bahan yang digunakan untuk mengubah sifat fisik, kimia atau biologi tanah sehingga menjadi lebih baik bagi pertumbuhan tanaman. Dalam pengertian yang khusus, pupuk adalah suatu bahan yang mengandung satu atau lebih hara tanaman.

Berbicara tentang tanaman tidak akan lepas dari masalah pupuk. Dalam pertanian modern, penggunaan materi yang berupa pupuk adalah mutlak untuk memacu tingkat produksi tanaman yang diharapkan.

Seperti telah diketahui bersama bahwa pupuk yang diproduksi dan beredar dipasaran sangatlah beragam, baik dalam hal jenis, bentuk, ukuran, maupun kemasannya. Pupuk–pupuk tersebut hampir 90% sudah mampu memenuhi kebutuhan unsur hara bagi tanaman, dari unsur makro hingga unsur yang berbentuk mikro. Kalau tindakan pemupukan untuk menambah bahan-bahan yang kurang tidak segera dilakukan tanaman akan tumbuh kurang sempurna, misalnya menguning, tergantung pada jenis zat yang kurang.

Menurut hasil penelitian setiap tanaman memerlukan paling sedikit 16 unsur

(ada yang menyebutnya zat) agar pertumbuhannya normal. Dari ke 16 unsur tersebut,

tiga unsur (Carbon, Hidrogen, Oksigen) diperoleh dari udara, sedangkan 13 unsur lagi

tersedia oleh tanah adalah Nitrogen (N), Pospor (P), Kalium (K), Calsium (Ca),

Magnesium (Mg), Sulfur atau Belerang (S), Klor (Cl), Ferum atau Besi (Fe), Mangan

(Mn), Cuprum atau Tembaga (Cu), Zink atau Seng (Zn), Boron (B), dan Molibdenum

(Mo). Tanah dikatakan subur dan sempurna jika mengandung lengkap unsur-unsur tersebut diatas.

Ke-13 unsur tersebut sangat terbatas jumlahnya di dalam tanah. Terkadang tanah pun tidak mengandung unsur-unsur tersebut secara lengkap. Hal ini dapat diakibatkan karena sudah habis tersedot oleh tanaman saat kita tidak henti-hentinya bercocok tanam tanpa diimbangi dengan pemupukan. Kalau dilihat dari jumlah yang disedot tanaman, dari ke-13 unsur tersebut hanya 6 unsur saja yang diambil tanaman dalah jumlah yang banyak. Unsur yang dibutuhkan dalam jumlah yang banyak tersebut disebut unsur makro. Ke-6 jenis unsur makro tersebut adalah N, P, K, S, Ca, dan Mg. (Marsono.2001)

2.2 Kalsium dan Magnesium 2.2.1 Kalsium

Kalsium adalah logam putih perak yang melebur pada 845

^o

C. Kalsium dapat bereaksi dengan oksigen amfoter dan udara lembab; pada reaksi ini terbentuk kalsium oksida ataupun hidroksida. Kalsium menguraikan air dengan membentuk kalsium hidroksida.

Kalsium membentuk kation (II), Ca

²⁺

, dalam larutan-larutan air. Garam-garamnya biasanya berupa bubuk putih dan membentuk larutan yang tak berwarna, kecuali bila anionnya berwarna. (Vogel, 1990)

Unsur kalsium yang diperlukan oleh tanaman tingkat tinggi dalam jumlah relatif banyak dan diserap dalam bentuk ion Ca

²⁺

. Kalsium termasuk unsur hara yang essensial, unsur ini diserap dalam bentuk Ca

²⁺

. Sebagian besar terdapat dalam daun dalam bentuk kalsium pektat yaitu dalam lamella pada dinding sel. Selain itu terdapat juga dalam batang, berpengaruh baik pada pertumbuhan ujung dan bulu-bulu akar.

Dalam hal ini apabila zat tidak diperhatikan atau ditiadakan, maka pertumbuhan ujung

dan bulu-bulu akar akan terhenti sedangkan bagian-bagian yang telah terbentuk akan mati dan berwarna coklat kemerah-merahan.

Sumber-sumber Ca

²⁺

terutama terdapat pada batu-batu kapur dan sisa-sisa tanaman. Ternyata bahwa banyak tanah yang menderita kekurangan Ca

²⁺

sehingga pada penanaman tanam-tanaman tertentu perlu mendapatkan pengapuran terlebih dahulu, Kalsium berhubungan rata dengan pembentukan protein dan bagian tanaman yang aktif juga untuk membentuk dinding sel sehingga berpengaruh pada kesegaran tanaman. Kalsium ini dapat menetralkan asam dalam tanah. Sumber kalsium yang paling umum adalah batu kapur, meskipun sisa-sisa tanaman juga mengandung kalsium. Semakin lama tanah ditanam maka semakin asam sehingga tetap diperlukan ion Ca untuk mengganti yang diserap tanaman. (Isnaini,M.,2006)

Tabel 2.1 Kandungan Ca Berbagai Pupuk (Rosmarkam,E.2002)

Nama Pupuk Kadar Ca (%)

Kalsium Nitrat

Amonium Nitrat campur kapur Kalsium Sianida

Gips (gipsum) Batuan Fosfat Super Fosfat (enkle) Superfosfat

19,4

8,2

38,5

22,3

33,1

19,6

36,0

2.2.2 Magnesium

Magnesium adalah logam putih yang melebur pada 650

^o

C. Logam ini mudah terbakar dalam udara atau oksigen dengan mengeluarkan cahaya putih yang cemerlang, membentuk oksida MgO dan beberapa nitride Mg

3

N

2

. Logam ini perlahan-lahan terurai oleh air pada suhu biasa, tetapi pada titik didih air reaksi berlangsung dengan cepat. Magnesium Hidroksida, jika tak ada garam ammonium, praktis tak larut.

Magnesium larut dengan mudah dalam asam. Magnesium membentuk kation ekivalen Mg

²⁺

. Oksida, hidroksida, karbonat dan fosfatnya tidak larut sedangkan garam-garam lainnya larut. (Vogel, 1990)

Magnesium diserap oleh tanaman dalam bentuk ion Mg

²⁺

yang merupakan usnur penting dalam tanaman sebagai penyusun klorofil. Magnesium juga mempunyai peranan penting terhadap metabolisme nitrogen. Makin tinggi tanaman menyerap Mg, maka makin tinggi juga kadar protein dalam akar ataupun bagian atas tanaman.

Kekurangan Mg menyebabkan kadar protein turun dan non-protein naik. Unsur Mg yang dahulu hanya sebagai pelengkap pupuk lain kini telah menjadi unsur utama pada pupuk-pupuk tertentu. Hal ini disebabkan fungsi atau peranan Mg pada pertumbuhan tanaman semakin diperhitungkan.

Pada awalnya yang disebut sebagai pupuk tunggal hanya ada tiga jenis, yaitu pupuk N, pupuk K, dan pupuk P. Namun , sejalan dengan perkembangan ilmu pertanian pupuk Mg juga dapat dimasukkan kedalam kelompok pupuk tunggal.

Salah satu jenis pupuk Mg yang mudah dapat ditemukan di toko-toko

pertanian adalah magnesium sulfat (MgSO

4

.H

2

O). Di pasaran pupuk ini dikenal

dengan nama kieserite. Bahan utama penyusun pupuk Mg ini adalah brucit atau

Mg(OH)

₂

dan magnesit atau MgCO

₃

. (Marsono. 2001)

Tabel 2.2 Kandungan Mg berbagai Pupuk (Rosmarkam, E. 2002)

Jenis Pupuk Mg Mg(%) Unsur lain

Basic slag 3,4 -

Amonium nitrat campur kapur 4,4 -

Dolomit (MgCO

3

.Ca CO

3

) 5-20 20%-45% CaO

Epsom salt (MgSO

4

).7.H

2

O 9,6 13% S

Kieserit (MgSO

4

.H

2

O). 18,3 22% S

Garam (manure salt) 3,5 Na, Cl

Kalium magnesium sulfat 11,5 22-30% K

2

O

Magnesia 55,0 -

Magnesium klorida (MgCl

2

.6H

2

O) 20,0 -

Magnesiumsulfat anhydrous 33,0 26,5% S

Magnesite 45,0 -

Nitro magnesia 7,0 -

Pupuk magnesium sulfat berbentuk hablur dan berwarna putih keabu-abuan.

Sifat kimianya sukar larut dalam air dan bereaksi asam. Oleh sebab itu, apabila digunakan secara terus-menerus dapat menyebabkan turunnya pH tanah atau tanah menjadi masam. (Marsono, 2001)

2.3 Kapur Karbonat: Kalsit dan Dolomit

Kapur karbonat dihasilkan melalui proses penggilingan langsung pada batuan kapur. Kandungan utama dalam kapur ini adalah kalsium dan magnesium karbonat.

Bila kadar kalsium karbonatnya lebih banyak maka kapur tersebut dinamakan kalsit.

Sebaliknya, bila yang dominan adalah magnesium karbonat maka disebut dolomite.

Jenis kapur inilah yang umum digunakan sebagai upaya untuk meningkatkan pH tanah.

Jumlah kapur yang diberikan tergantung dari derajat keasamannya. Semakin tinggi derajat keasaman berarti semakin banyak kapur yang harus ditaburkan.

Umumnya tanah-tanah pertanian yang akan ditanami membutuhkan kapur sebanyak 2-4 ton/ha. Meskipun dari pengukuran tanah pertanian menunjukkan pH netral, sebaiknya pengapuran tetap dilakukan. Hal ini dimaksudkan untuk mem-buffer atau menahan naiknya keasaman tanah akibat penggunaan pupuk-pupuk kimia.

(Marsono, 2001)

2.3.1 Kapur Dolomit

Berbentuk bubuk berwarna putih kekuningan. Dikenal sebagai bahan untuk menaikkan pH. Dolomit adalah sumber Ca (30%) dan Mg (19%) yang cukup baik.

Kelarutannya agak rendah dan kualitasnya sangat ditentukan oleh ukuran butiran.

Semakin halus butirannya akan semakin baik kualitasnya.

2.3.2 Kapur Kalsit

Berfungsi untuk meningkatkan pH tanah. Dikenal sebagai kapur pertanian

yang berbentuk bubuk. Warnanya putih dan butirannya halus. Pupuk ini mengandung

90-99% Ca. bersifat lebih cepat larut didalam air. (Novizan, 2002)

2.4 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Ketersediaan Ion Kalsium dan Magnesium

2.4.1 Faktor-faktor yang mempengaruhi ketersediaan ion Kalsium Ketersediaan Ca

²⁺

bagi pertumbuhan tanaman di tanah dipengaruhi oleh:

a. Pasokan total ion Kalsium dalam tanah

Ketersediaan Kalsium tampaknya bukan merupakan faktor pembatas pertumbuhan utama kecuali pada tanah asam. Jika tidak ada faktor beracun, kebanyakan tanah asam kemungkinan dapat memasok Ca

²⁺

secara memadai kebanyakan tanaman.

b. pH tanah atau ion Hidrogen

Pengaruh langsung H

⁺

dalam tanah terhadap pengambilan ion-ion dan terhadap pertumbuhan tanaman sulit ditentukan, karena pada pH yang tingkat ion H

⁺

nya tinggi kemungkinan unsur lainnya juga larut dalam pH< 5. Jika tanaman ditumbuhkan dalam larutan hara, pengaruh negatif dari ion H

⁺

dapat secara jelas ditunjukkan. Serapan Ca

²⁺

menurun cukup berat pada pH < 5. Pengaruh ion H

⁺

terhadap pertumbuhan dapat diatasi dengan penambahan Ca

²⁺

mudah larut.

c. Tipe koloid tanah dan tingkat kejenuhan ion Kalsium

Mehlich dan Colwell (1994) menyimpulkan bahwa dalam tanah-tanah mineral

asam, Ca

²⁺

tidak secara merata mudah tersedia untuk tanaman pada kejenuhan basa

yang rendah dan menunjukkan bahwa persen kejenuhan basa lebih penting daripada

Ca

²⁺

total yang ada. Adams (1967) melaporkan bahwa pada tanah lapisan bawah

bersifat asam.

d. Rasio kation Kalsium terhadap kation Aluminium dan kation lain dalam larutan tanah

Mungkin faktor tunggal yang paling penting yang mempengaruhi ketersediaan Ca

²⁺

dalam tanah asam adalah tingkat Al

³⁺

yang dapat dipertukarkan atau yang dapat larut dalam hubungannya dengan Ca

²⁺

.

2.4.2 Faktor-faktor yang mempengaruhi ketersediaan ion Magnesium a. Umum

Kondisi yang dapat mengakibatkan perkembangan defisiensi Mg pada tanaman adalah: tanah asam, berpasir. Tanah asam dengan Mg

²⁺

tersedia rendah ditingkatkan dengan kapur kalsit takaran tinggi, dan pemberian pupuk-pupuk konsep takaran tinggi.

b. pH tanah

Serapan Mg

²⁺

oleh tanaman dari larutan hara dipengaruhi oleh konsentrasi ion H

⁺

. Serapan Mg

²⁺

oleh tanaman meningkat dengan meningkatnya pH yang mencapai pH optimum yaitu pada pH sekitar 5,5. Defisiensi pada tanaman secara umum berasosiasi dengan nilai pH tanah < 5. Jika tanah bereaksi asam dan ketersediaan Mg

²⁺

rendah, penggunaan kapur dolomit merupakan pendekatan terbaik dalam mengoreksi defisiensi Mg

²⁺

.

c. Kejenuhan Magnesium

Kejenuhan Mg

²⁺

merupakan suatu ukuran yang lebih baik dari ketersediaan

Mg

²⁺

daripada jumlah Mg

²⁺

dapat dipertukarkan sebenarnya. (Engelstad,O.P., 1997)

2.5 Fungsi Kalsium (CaO) dan Magnesium (MgO)

a. Mengoreksi keasaman tanah agar sesuai dengan pH yang diperlukan tanaman, kolam dan tambak.

b. Menetralisir kejenuhan zat - zat yang meracuni tanah, tanaman, kolam dan tambak bilamana zat tersebut berlebihan seperti zat Al (aluminium), Fe (zat besi), Cu (Tembaga).

c. Meningkatkan efektifitas dan efisiensi penyerapan zat - zat hara yang sudah ada dalam tanah baik yang berasal dari bahan organik maupun pemberian pupuk lainnya seperti Urea, TSP dan KCl.

d. Menjaga tingkat ketersediaan unsur hara mikro sesuai kebutuhan tanaman.

Artinya dengan Kalsium (CaO) dan Magnesium (MgO) yang cukup unsur mikropun memadai.

e. Memperbaiki porositas tanah, struktur serta aerasi tanah sekaligus bermanfaat bagi mikrobiologi dan kimiawi tanah sehingga tanah menjadi gembur, sirkulasi udara dalam tanah lancar dan menjadikan akar semai bebas bergerak menghisap unsur hara dari tanah.

f. Aktifator berbagai jenis enzim tanaman, merangsang pembentukan senyawa lemak dan minyak, serta karbohidrat.

g. Membantu translokasi pati dan distribusi phospor didalam tubuh tanaman.

h. Unsur pembentuk warna daun (klorofil), sehingga tercipta hijau daun yang

sempurna.

2.6 Gejala Dan Dampak kekurangan Kalsium (CaO) dan Magnesium (MgO) 2.6.1 Gejala kekurangan Kalsium (CaO) dan Magnesium (MgO)

a. Pada tanaman penghasil biji-bijian akan menghasilkan biji lemah, keriput, dan kempes tidak berisi.

b. Kuncup bunga dan buah busuk dan akhirnya akan gugur.

c. Matinya titik tumbuh pada pucuk dan akar tanaman.

d. Tepi daun muda mengalami klorosis lalu menjalar ketulang daun, kuncup tanaman atau tunas muda mati.

e. Pada daun tua tampak bercak coklat, lalu menguning, mengering lalu mati.

2.6.2 Dampak dan kerugian kekurangan Kalsium dan Magnesium :

a. Kekurangan Kalsium dan Magnesium dalam tanah, menjadikan tanah bereaksi masam, mengakibatkan unsur hara lain seperti Phospor dan Kalium terikat sehingga tak terserap oleh tanaman dengan maksimal, pemupukan yang diberikan kurang efektif dan tidak efisien. produktifitas tanaman menurun rendah dengan mutu hasil kurang baik. secara ekonomis merugikan karena pendapatan rendah.

b. Kekurangan Kalsium dan Magnesium akan menaikkan unsur Al (Aluminium), Fe (zat besi), Mn (mangan), Zn (sen) dan Cu (tembaga), unsur tersebut dalam jumlah berlebihan akan menjadi racun bagi tanah, mengganggu tanaman, kolam dan tambak

Denutrisi pada tanaman mengakibatkan daya tahan tanaman terhadap serangan

hama dan penyakit menjadi rendah, tanaman mudah terserang hama dan penyakit,

demikian pula dengan udang, ikan dan rumput laut yang berada pada tanah yang kekurangan Kalsium dan Magnesium.

(http://pupukdsp.com/pupuk-tanaman/unsur-hara-Kalsium-Magnesium.html)

2.7 Titrasi Kompleksometri 2.7.1 EDTA dan Complekson

Titrasi kompleksometri meliputi reaksi pembentukan ion-ion kompleks ataupun pembentukan molekul netral yang terdisosiasi dalam larutan. Persyaratan mendasar terbentuknya kompleks demikian adalah tingkat kelarutan tinggi. Contoh dari kompleks tersebut adalah kompleks logam dengan EDTA. Demikian juga dengan titrasi merkuro nitrat dan perak sianida juga dikenal sebagai titrasi kompleksometri.

EDTA dikenal dengan nama Versen, Complexon III, Sequesterene, Nulpon, Trilon, dan sebagainya. Struktur EDTA adalah sebagai berikut :

HOOC – CH

2

HOOC – CH

2

N – CH

₂

– CH

₂

– N

HOOC – CH

2

HOOC – CH

2

Gambar 2.1 Struktur EDTA

EDTA adalah suatu ligan yang heksadentat (mempunyai enam buah atom donor pasangan elektron), yaitu melalui kedua atom N dan keempat atom O (dari OH).

Dalam pembentukan kelat, keenam (tetapi kadang-kadang hanya lima) bersama-sama

mengikat satu ion inti dengan membentuk lima lingkaran kelat; molekul EDTA dilipat

mengelilingi ion logam sedemikian rupa sehingga keenam atom donor terletak pada

puncak-puncak sebuah oktaeder tersebut.

2.7.2 Indikator Metalokromat

Sebagian besar titrasi kompleksometri mempergunakan indikator yang bertindak juga sebagai pengompleks dan tentu saja kompleks logamnya mempunyai warna yang berbeda dengan pengompleksnya sendiri. Indikator demikian disebut indikator metalokromat. Indikator jenis ini contohnya adalah; Eriochrome Black T, Pyrotechol violet, Xylenol orange, Calmagit, Asam Salisilat, Zincon, Murexid, PAN (1-2-Piridil Azonaftol), Metafalein, dan Calcein Blue. (Underwood,A.L.,1990)

Struktur indikator Murexide dapat terlihat pada gambar berikut :

O

⁺

NH

4+

HN – C CO – NH

CO C – N = C CO

NH – CO CO - NH

Gambar 2.2 Murexide (pH 6,0 – 13,0)

Titrasi substitusi kompleks juga dapat dilakukan, misalnya penambahan kompleks Mg(EDTA)

2

terhadap garam Ca

²⁺

, akan diperoleh Ca(EDTA)

2

dan Mg

²⁺

bebas, yang kemudian dapat membentuk kompleks berwarna dengan EBT yang dititrasi dengan titran EDTA. (Khopkar,S.M.1990)

2.7.3 Titrasi Kompleksometri untuk analisa ion Mg

²⁺

dan Ca

²⁺

Titrasi langsung dengan EDTA terhadap sedikitnya 25 kation dengan

menggunakan indikator metalokhromatik. Pereaksi pembentukan kompleks seperti

sirat dan tartrat, sering ditambahkan untuk mencegah pengendapan hidroksida logam.

Buffer NH

₃

– NH

₄

Cl dengan pH 9-10 sering digunakan untuk logam yang membentuk kompleks dengan amoniak. (Khopkar,S.M.,1990)

Kesalahan total air, kalsium, dan magnesium dapat ditentukan dengan EDTA dengan menggunakan Eriochrom Black T atau Calmagite. Seperti dikatakan sebelumnya, kompleks antara Ca

²⁺

dan indikatornya terlalu lemah untuk terjadinya perubahan warna yang sesuai. Akan tetapi magnesium membentuk kompleks lebih kuat dengan indikatornya daripada dengan kalsium dan suatu titik akhir yang cocok diperoleh dengan buffer ammonium dengan pH 10. jika contoh yang dititrasi tidak mengandung magnesium, beberapa garam magnesium dapat ditambahkan kepada EDTA sebelum larutan ini distandarisasi. (Underwood,A.L.,1990)

2.7.4 Kelebihan Titrasi Kompleksometri

EDTA stabil, mudah larut dan menunjukkan komposisi kimiawi yang tertentu.

Selektivitas kompleks dapat diatur dengan pengendalian pH, misal Mg

²⁺

, Cr

³⁺

Ca

²⁺

dan Ba

²⁺

dapat dititrasi dengan pH 11; Mn

²⁺

, Fe

³⁺

, Co

²⁺

, Ni

²⁺

, Zn

²⁺

, Cd

²⁺

, Al

³⁺

, Pb

²⁺

, Cu

²⁺

, Ti dan V dapat dititrasi pada pH 1,0-4,0. EDTA sebagai garam natrium, Na

₂

H

₂

Y sendiri merupakan standar primer sehingga tidak perlu standarisasi lebih lanjut.

Kompleks yang mudah larut dalam air ditemukan. Suatu titik ekuivalen segera

tercapai dalam titrasi demikian dan akhirnya titrasi kompleksomteri dapat digunakan

untuk penentuan beberapa logam pada operasi skala mikro. (Khopkar, S.M., 1990)