BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Tanah
Tanah itu adalah tubuh alam (natural body) yang terbentuk dan
berkembang sebagai akibat bekerjanya gaya-gaya alam (natural forces) terhadap
bahan-bahan alam (natural material) dipermukaan bumi. Tubuh alam ini dapat
berdifferisiansi membentuk horizon-horizon mineral maupun organik yang
kedalamannya beragam dan berbeda-beda sifat-sifatnya dengan bahan induk yang
terletak dibawahnya dalam hal morfologi, komposisi kimia, sifat-sifat fisis
maupun kehidupan biologisnya. Tanah itu merupakan medium alam untuk
pertumbuhan tanaman. Tanah menyediakan unsur-unsur hara sebagai makanan
tanaman dan pertumbuhannya. Selanjutnya unsur hara diserap oleh akar tanaman
dan melalui daun dirubah menjadi persenyawaan organik seperti karbohidrat,
protein, lemak dan lain-lain yang amat berguna bagi kehidupan manusia dan
hewan. (Hakim,dkk, 1986)
Tanah pada masa kini sebagai media tumbuh tanaman didefinisikan
sebagai lapisan permukaan bumi yang secara fisik berfungsi sebagai tempat
tumbuh-berkembangnya perakaran penopang tegak-tumbuhnyat anaman dan
penyuplai kebutuhan air dan udara; secara kimiawi berfungsi sebagai gudang dan
penyuplai hara dan nutrisi (senyawa organic dan anorganik sederhana dan
unsur-unsur esensial seperti N, P, K, Ca, S, Cu, Zn, Fe, Mn, B, Cl, dan lain-lain); dan
dalam penyediaan hara tersebut dan zat-zat aditif (pemacu tumbuh, proteksi) bagi
tanaman, yang ketiganya secara integral mampu menunjang produktivitas tanah
untuk menghasilkan biomass dan produksi baik tanaman pangan, obat-obatan,
industri perkebunan, maupun kehutanan. (Hanafiah, 2001)
Tanah merupakan campuran bahan padat (organik dan anorganik), dan
udara, fase ini saling mempengaruhi satu sama lain. Misalnya, reaksi-reaksi bahan
padat berpengaruh terhadap kualitas udara dan air, berpengaruh terhadap
pelapukan (hancuran iklim) bahan padat, dan reaksi-reaksi (bersifat katalisator)
dari jasad renik. Kimia tanah terlibat dalam semua reaksi ini, tetapi lebih
ditekankan pada larutan tanah yang merupakan suatu lapisan air yang tipis (the tin
aqueous film) sekeliling butiran tanah. (Wiralaga,dkk, 1988)
2.2 Unsur Hara Dalam Tanah
Untuk pertumbuhan dan perkembangan suatu tanaman dipengaruhi oleh
faktor-faktor tanah, iklim dan tanamannya sendiri, yang semuanya saling
berkaitan erat satu sama lain. Sebagai contoh yaitu faktor cahaya, temperatur dan
udara yang hanya dapat sedikit saja yang dapat dikontrol oleh manusia.
Sedangkan faktor unsur hara dapat ditingkatkan kesediaannya dalam tanah dengan
jalan memperbaiki kondisi tanah sedemikian rupa.
Tanaman akan mengadsorbsi unsur hara dalam bentuk ion yang terdapat
disekitar daerah perakaran. Unsur-unsur ini harus berada dalam bentuk tersedia
dan dalam konsentrasi optimum bagi pertumbuhan. Selanjutnya unsur-unsur
Dengan menggunakan hara, tanaman dapat memenuhi siklus hidupnya.
Fungsi hara tanaman tidak dapat digantikan oleh unsur lain dan apabila tidak
terdapat suatu hara tanaman, maka kegiatan metabolisme akan terganggu atau
berhenti sama sekali. Disamping itu, umumnya tanaman yang kekurangan atau
ketiadaan suatu hara akan menampakkan gejala pada satu organ tertentu yang
spesifik yang biasa disebut gejala kekahatan. (Rosmarkam dan Yuwono, 2002)
Hingga sekarang telah dikenal 16 macam unsur hara esensial bagi
tanaman. Berdasarkan kebutuhannya bagi tanaman maka keenam belas unsur hara
esensial tersebut dapat dibagi dalam dua kelompok, yaitu kelompok unsur hara
makro dan kelompok unsur hara mikro. Unsur hara makro relatif lebih banyak
digunakan/dibutuhkan bahkan dapat mencapai 100 kg ataupun lebih untuk setiap
hektar. Sedangkan unsur hara mikro dibutuhkan dalam jumlah yang sangat
sedikit. Keenam belas unsur hara tersebut adalah bersumber dari udara, air, dan
tanah.
Tabel 2.2.1 Unsur Hara Esensial dan Sumbernya
Unsur Makro Unsur Mikro
Dari Udara dan Air Dari Tanah Dari Tanah
Mg
S
B
Cl
Fe
Karbon, oksigen dan hidrogen bersumber dari udara dan larutan tanah/air.
Sedangkan unsur-unsur lain bersumber dari tanah. Tumbuhan tingkat tinggi
memperoleh C dan O langsung dari udara berupa CO2 melalui fotosintesa.
Hidrogen diperoleh baik langsung atau tidak, dari air dalam tanah. Suatu
kenyataan bahwa 94-99,5 % jaringan tanaman segar tersusun oleh C, H dan O dan
hanya 0,5 mungkin 5 atau 6 % berasal dari tanah. (Hakim,dkk, 1986)
1. Nitrogen
Peranan utama nitrogen bagi tanaman adalah untuk merangsang
pertumbuhan secara keseluruhan, khususnya batang, cabang, dan daun.
Selain itu, nitrogen pun berperan penting dalam pembentukan hijau daun
yang sangat berguna untuk fotosintesis. Fungsi lainnya ialah membentuk
protein, lemak dan berbagai persenyawaan organik lainnya.
2. Fosfor
Unsur fosfor bagi tanaman berguna untuk merangsang
pertumbuhan akar, khususnya akar benih dan tanaman muda. Selain itu,
fosfor berfungsi sebagai bahan mentah untuk pembentukan sejumlah
protein tertentu, membantu asimilasi dan pernapasan, serta mempercepat
pembuangan, pemasakan biji dan buah.
Fungsi utama kalium ialah membantu pembentukan protein dan
karbohidrat. Kalium pun berperan dalam memperkuat tubuh tanaman agar
daun, bunga dan buah tidak mudah gugur.
4. Kalsium
Bagi tanaman, kalsium bertugas untuk merangsang pembentukan
bulu-bulu akar, mengeraskan batang tanaman, dan merangsang
pertumbuhan biji.
5. Magnesium
Agar tercipta hijau daun yang sempurna dan terbentuknya
karbohidrat, lemak dan minyak-minyak, magnesiumlah biangnya.
Magnesium pun memegang peranan penting dalam transformasi fosfat
dalam tanaman.
6. Belerang
Belerang berperan dalam pembentukan bintil-bintil akar. Sulfur ini
merupakan unsur yang penting dalam beberapa jenis protein seperti asam
amino. Unsur ini pun membantu pertumbuhan anakan.
7. Klor
Memperbaiki dan meninggikan hasil kering tanaman seperti
tembakau, kapas, kentang dan tanaman sayuran umumnya adalah peran
8. Besi
Untuk pernapasan dan pembentukan hijau daun merupakan peran
dari besi. Sekali tidak ada, terutama pada tanah yang mengandung banyak
kapur, tanaman akan langsung merana.
9. Mangan
Peran mangan tak jauh beda dengan unsur besi. Selain sebagai
komponen untuk memperlancar proses asimilasi, unsur ini pun merupakan
komponen penting dalam berbagai enzim.
10.Tembaga
Fungsi utama tembaga ini pun baru sedikit diketahui.
Kehadirannya dapat mendorong terbentuknya hijau daun dan dapat
menjadi bahan utama dalam berbagai enzim.
11.Boron
Boron berfungsi mengangkut karbohidrat kedalam tubuh tanaman
dan mengisap kalsium. Pada tanaman penghasil biji, unsur ini berpengaruh
terhadap pembagian sel. Dan yang paling nyata ialah perannya dalam
menaikkan mutu tanaman sayuran dan buah.
12.Molibdeum
Sama halnya dengan tembaga, hingga kini diketahui masih sedikit
peranan molibdeum bagi tanaman. Unsur ini sangat berguna bagi tanaman
jeruk dan sayuran.
Seng memberikan dorongan terhadap pertumbuhan tanaman karena
diduga dapat berfungsi membentuk hormon tumbuh. (Lingga dan
Marsono, 2001)
2.3 Unsur Hara Karbon dan Bahan Organik Dalam Tanah
Senyawa karbon atau biasa dikenal dengan senyawa organik adalah suatu
senyawa yang unsur-unsur penyusunnya terdiri dari atom karbon dan atom-atom
hydrogen, oksigen, nitrogen, sulfur, halogen atau fosfor. (Riswiyanto, 2009)
Bahan organik dihasilkan oleh tumbuhan melalui proses fotosintesis
sehingga unsur karbon merupakan penyusun utama dari bahan organik tersebut.
Unsur karbon ini berada dalam bentuk senyawa-senyawa polisakarida, seperti
selulosa, hemiselulosa, pati dan bahan-bahan lignin dan pektin.
(https://www.facebook.com/permalink.php?story_fbid=530863013607781&id=12
6005314093555)
Tanaman mengambil unsur karbon berupa CO2 dari udara bebas
(atmosfir). Kegiatan ini dilakukan oleh organ tanaman yang memiliki klorofil,
umumnya bagian tanaman yang berwarna hijau dan terdapat diatas tanah. Klorofil
mampu menyerap energi cahaya (terutama sinar matahari) dan mengubahnya
menjadi energi kimia. Energi tersebut digunakan untuk mengubah CO2 menjadi
senyawa organik termasuk karbohidrat.
Kadar CO2 dalam atmosfir relatif stabil, yakni 0,03 % volume atau 0,57 mg/liter
udara. Tanpa adanya CO2 di udara, maka kehidupan tanaman akan berhenti. Kalau
kehidupan tanaman terhenti, maka kehidupan makhluk lain termasuk manusia dan
dekomposisi bahan organik berupa sisa-sisa tanaman ataupun hewan dan dari
respirasi invertebrata, bakteri, serta fungi. Keperluan seluruh tanaman yang hidup
diperkirakan sekitar 80 x 109 per tahun, dengan persediaan CO2 dalam udara
sebesar 0,03 % volume, maka CO2 tersebut akan habis diserap tanaman dalam
waktu beberapa dekade saja. Berkat adanya daur (siklus) yang menghasilkan CO2,
maka kadar gas tersebut relatif stabil.(Rosmarkam dan Yuwono, 2002)
Karbon merupakan bahan organik yang utama. Karbon ditangkap tanaman
berasal dari CO2 udara. Kemudian bahan organik didekomposisikan kembali
membebaskan sejumlah karbon. Perubahan karbon di dalam, di atas atau di luar
tanah disebut peredaran karbon. Dekomposisi bahan organik membebaskan
sejumlah CO2, demikian pula akar tanaman juga melepaskan CO2 . Sejumlah kecil
CO2 bereaksi dalam tanah membentuk asam karbonat, Ca, Mg, K Karbonat, atau
Bikarbonat. Garam-garam ini mudah larut dan hilang atau diserap kedalam
tanaman. Sebagian besar CO2 yang dihasilkan tanaman kembali lagi keudara.
Kemudian diambil lagi oleh tanaman melalui fotosintesa. Selanjutnya tanaman
dimakan oleh binatang dan manusia, menjadi bahan organik, dan
didekomposisikan kembali. (Hakim,dkk, 1986)
Dekomposisi bahan organik adalah proses transformasi karbon oleh
mikroorganisme tanah. Bahan organik tanah adalah materi yang digunakan
mikroorganisme sebagai sumber energi untuk pertumbuhannya dan sumber
karbon untuk penyusun sel penyusun organ tubuhnya. Karbondioksida, metana,
asam organik, alkohol adalah hasil akhir dari proses dekomposisi oleh
mikroorganisme tanah, sedangkan sebagian karbon dari substrat tersusun dalam
Bahan organik tanah adalah kumpulan beragam (continuum)
senyawa-senyawa organik kompleks yang sedang atau telah mengalami proses
dekomposisi, baik berupa humus hasil humifikasi maupun senyawa-senyawa
anorganik hasil mineralisasi (disebut biontik), termasuk mikrobia heterotrofik atau
ototrofik yang terlibat (biotik). Sumber primer bahan organik tanah maupun
seluruh fauna dan mikroflora adalah jaringan organik tanaman, baik berupa daun,
batang/cabang, ranting, buah maupun akar, sedangkan sumber sekunder berupa
jaringan organik fauna termasuk kotorannya serta mikroflora. Dalam pengelolaan
bahan organik tanah, sumbernya juga berasal dari pemberian pupuk organik
berupa pupuk kandang (kotoran ternak yang telah mengalami dekomposisi),
pupuk hijau dan kompos, serta pupuk hayati (inokulan). (Hanafiah, 2005)
Bahan organik tanah adalah semua bahan organik didalam tanah baik yang
mati maupun yang hidup, walaupun organisme hidup (biomassa tanah) hanya
menyumbang kurang dari 5 % dari total bahan organik. Pada terminologi tertentu,
biomassa tidak dimasukkan sebagai bahan organik tanah, sehingga sering
menimbulkan kerancuan. Secara praktek, analisis bahan organik dilakukan pada
bahan tanah kering udara yang lolos dari ayakan 2 mm dan termasuk semua
materi hidup maupun mati yang ada di dalam tanah.
Jumlah dan sifat bahan organik sangat menentukan sifat biokimia, fisika,
kesuburan tanah dan membantu menetapkan arah proses pembentukan tanah.
Bahan organik menentukan komposisi dan mobilitas kation yang terjerap, warna
tanah, keseimbangan panas, konsistensi, partikel densiti, bilk densiti, sumber
Karbon adalah komponen utama dari bahan organik. Pengukuran
C-Organik secara tidak langsung dapat menentukan bahan organik melalui
penggunaan faktor koreksi tertentu. Faktor yang selama beberapa tahun ini
digunakan adalah faktor van bemmelen yaitu 1,724 dan didasarkan pada asumsi
bahwa bahan organik mengandung 58 % karbon.(Mukhlis, 2014)
2.4 Sifat-sifat Tanah
2.4.1 Sifat Fisik Tanah
Sifat fisik tanah merujuk kepada tabiat dan perilaku mekanik, termal,
optik, koloidal, dan hidrogen tanah. Tabiat dan perilaku menghadirkan sejumlah
parameter yang dapat diamati dan/atau diukur.
Susunan mekanik tanah merujuk kepada ukuran, bentuk, kerapatan, dan
kimiawi zarah tunggal komponen padat mineral. Ukuran secara kasaran, zarah
mineral tanah dipilahkan menjadi tiga kategori. Yang berdiameter lebih besar
daripada 2 cm disebut batu, berdiameter antara 2 cm dan 2 mm disebut kerikil,
dan berdiameter lebih kecil daripada 2 mm disebut bahan tanah halus. Tekstur
tanah adalah kehalusan atau kekasaran bahan tanah pada peradaban berkenaan
dengan perbandingan berat antarfraksi tanah. Jadi, tekstur adalah ungkapan
agihan besar zarah tanah atau proporsi nisbih fraksi tanah.(Notohadiprawiro,
1998)
Sifat-sifat fisis tanah diketahui, sangat mempengaruhi pertumbuhan dan
produksi tanaman. Kondisi fisik tanah menentukan penetrasi akar didalam tanah,
retensi, air, drainase, aerasi dan nutrisi tanaman. Sifat fisika tanah juga
pada jumlah, ukuran, bentuk, susunan dan komposisi mineral dari partikel tanah ;
macam dan jumlah bahan organik, volume dan bentuk pori-pori pada waktu
tertentu. Beberapa sifat fisika tanah yang terpenting adalah tektur, struktur,
kerapatan (density) porositas, konsistensi, warna dan suhu. (Hakim,dkk, 1986)
2.4.2 Sifat Kimia Tanah
Perilaku kimiawi tanah dapat ditakrifkan sebagai keseluruhan reaksi
fisikokimia dan kimia yang berlangsung antarpenyusun tanah dan antara
penyusun tanah dan bahan yang ditambahkan kepada tanah in situ. Faktor
kelajuan semua reaksi kimia yang berlangsung dalam tanah berentangan sangat
lebar, antara yang sangat singkat berhitungan menit (reaksi jerapan tertentu) dan
yang luar biasa lama berhitungan abad (reaksi yang berkaitan dengan
pembentukan tanah). Reaksi-reaksi tanah diimbas oleh tindakan faktor lingkungan
tertentu.(Notohadiprawiro, 1998)
Sifat kimia tanah berhubungan erat dengan kegiatan pemupukan.
Berbicara tentang sifat kimia tanah, tidak terlepas dari persoalan unsur-unsur
kimia dan reaksi kimia yang pembahasannya agak rumit. Namun, pembahasan
akan lebih ditekankan pada aspek praktisnya sehingga akan sangat membantu
dalam mencapai efektivitas pemupukan. Dengan mengetahui sifat kimia tanah
akan didapan gambaran jenis dan jumlah pupuk yang dibutuhkan. Pengetahuan
tentang sifat kimia tanah juga dapat membantu memberikan gambaran reaksi
2.4.3 Sifat Hayati Tanah
Ada kehidupan dalam tanah berupa akar tumbuhan dan flora serta fauna
tanah. Sehubungan dengan produksi enzim, CO2, dan beraneka ragam zat organik,
kehidupan dalam tanah bertanggungjawab atas terjadinya banyak alihragam fisik
dan kimia. Sifat dan tampakan tanah yang mengimplikasikan kegiatan hayati
adalah nisbah C/N, kadar bahan organik atau kandungan biomassa tiap satuan
luas/volum tanah, tingkat perombakan bahan organik, pembentukan krotovina,
dan permintaan oksigen hayati (biogical oxygen demand, BOD).
(Notohadiprawiro, 1998)
2.5 Peranan Bahan Organik
Peranan bahan organik ada yang bersifat langsung terhadap tanaman,
tetapi sebagian besar mempengaruhi tanaman melalui perubahan dan ciri tanah.
Pengaruh langsung senyawa organik sebetulnya dapat diabaikan sekiranya
kemudian tidak ditemukan bahwa beberapa zat tumbuh dan vitamin dapat diserap
langsung dan dapat merangsang pertumbuhan tanaman. Dulu dianggap orang
bahwa hanya asam amino, alanin dan glisin yang diserap tanaman. Serapan
senyawa N tersebut ternyata relatif lebih rendah daripada bentuk N lainnya.
Sehubungan dengan hasil-hasil dekomposisi bahan organik dan sifat-sifat
humus maka dapat dikatakan bahwa bahan organik akan sangat mempengaruhi
sifat dan ciri tanah. Pengaruh itu sebagai berikut.
Pengaruh bahan organik pada ciri fisika tanah
b. Warna tanah menjadi coklat hingga hitam
c. Merangsang granulasi agregat dan memantapkannya
d. Menurunkan plastisitas, kohesi dan sifat buruk lainnya dari liat.
Pengaruh bahan organik pada kimia tanah
a. Meningkatkan daya jerap dan kapasitas tukar kation
b. Kation yang mudah dipertukarkan meningkat
c. Unsur N, P, S diikat dalam bentuk organik atau dalam tubuh mikro
organisme, sehingga terhindar dari pencucian, kemudian tersedia kembali
d. Pelarutan sejumlah unsur hara dari mineral oleh asam humus.
Pengaruh bahan organik pada biologi tanah
a. Jumlah dan aktivitas metabolik organisme tanah meningkat
b. Kegiatan jasad mikro dalam membantu dekomposisi bahan organik juga
meningkat. (Hakim, dkk. 1986)
2.6 Analisa Karbon Organik
Untuk mengetahui hara tanaman di dalam tanah perlu dilakukan analisis
tanah dan tanaman. Masing-masing analisis dapat berupa uji cepat (qiuck test)
ataupun analisis laboratorium. Quick test merupakan analisis untuk mengetahui
ada tidaknya hara tanaman dan harkatnya. Sedangkan analisis dilaboratorium
hasilnya secara kuantitatif dinyatakan dalam % (persen), ppm (part per million),
miliequivalent, dan sebagainya secara pasti sehingga jumlah hara yang tersedia
Ketiga unsur yaitu karbon, oksigen, dan hidrogen merupakan unsur yang
sangat dibutuhkan tanaman dalam jumlah banyak. Unsur ini diperlukan sebagai
penyusun karbohidrat, lemak dan persenyawaan-persenyawaan penting lainnya
dalam tanaman. (Hakim, dkk. 1986)
Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan diadakan penelitian tentang
unsur-unsur yang hilang sehingga dapat diketahui unsur yang hilang tersebut dan
berapa yang dibutuhkan. Dalam satu agregat tanah hanya sedikit terkandung
bahan organik. Bahan organik sangat penting bagi tumbuhan karena bahan
organik sebagian syarat tanah yang subur. Sehingga tanah yang kehilangan bahan
organik dapat merugikan bagi tumbuhan.
C-Organik penting untuk mikroorganisme tidak hanya sebagai unsur hara,
tetapi juga sebagai pengkondisi sifat fisik tanah yang mempengaruhi
karakteristik agregat dan air tanah. Seringkali ada hubungan langsung antara
persentase C-organik total dan karbon dari biomassa mikroba yang ditemukan
dalam tanah pada zona iklim yang sama. C-organik juga berhubungan dengan
aktivitas enzim tanah. Di perkebunan teh Gambung, C-organik tanah juga
digunakan untuk menentukan dosis asam-asam organik dan apabila ditambahkan
ke dalam tanah akan meningkatkan kandungan senyawa organik dalam tanah
yang dicirikan dengan meningkatnya kadar C-organik
tanah.(http://dodishinta.blogspot.co.id/2012/11/bahan-organik-organic-matter.html)
Ada beberapa metode yang biasa dilakukan dalam analisis bahan organik
manual hingga yang otomatis menduga kadar C-Organik melalui oksidasi seluruh
atau sebagian karbon dan menentukan perkembangan CO2 yang terbentuk.
Penetapan bahan organik tanah metode pembakaran menggunakan prinsip
dimana tanah yang dibakar pada 460oC pada temperatur ini C-Organik terbakar
menjadi CO2. Kadar C-Organik ditetapkan sebagai persentase berat yang hilang.
Sedangkan penetapan bahan organik metode colorimetri (walkey dan Black
modifikasi) yaitu C-Organik dihancurkan oleh oksidasi kalium bikromat akibat
penambahan asam sulfat. Perubahan reduksi kromat oleh C-Organik menjadi
