BAB I
PENDAHULUAN
Kapasitas tukar kation merupakan sifat kimia yang sangat erat hubungannya dengan kesuburan tanah. Tanah dengan KTK tinggi mampu menjerat dan menyediakan unsur hara lebih baik daripada tanah dengan KTK rendah. Tanah dengan KTK tinggi bila didominasi oleh kation basa, Ca, Mg, K, Na (kejenuhan basa tinggi) dapat meningkatkan kesuburan tanah, tetapi bila didominasi oleh kation asam, Al, H (kejenuhan basa rendah) dapat mengurangi kesuburan tanah. Karena unsur-unsur hara terdapat dalam kompleks jerapan koloid maka unsur-unsur hara tersebut tidak mudah hilang tercuci oleh air.KTK pada jenis tanah yang ada berbeda-beda, dipengaruhi oleh faktor lingkungan setempat. KTK tanah pada umumnya digunakan sebagai indikator pembeda pada proses klasifikasi tanah.
Besarnya KTK suatu tanah dapat ditentukan dengan menjenuhkan kompleks jerapan atau misel dengan kation tertentu. Misalnya misel dijenuhkan dengan kation Ba2+ atau NH4+ yang bertujuan agar seluruh kation yang terjerap dapat digantikan oleh ion Ba2+ atau NH4+. Dengan menghitung jumlah Ba2+ atau NH4+ yang dapat menggantikan seluruh kation terjerap tadi, maka nilai tersebut adalah KTK tanah yang ditentukan.
Pada suspensi tanah dapat dibedakan permukaan padat yang umumnya bermuatan negatif dan kation-kation yang bermuatan positif dalam larutan. Penyebaran muatan pada sistem tersebut dapat disamakan dengan kondensor. Dalam hal ini lempeng bermuatan negatif adalah permukaan padat dan lempeng bermuatan positif adalah sejumlah kation yang tersebar. Semakin jauh dari permukaan bahan padat ia menjadi renggang sampai akhirnya merat dilarutkan. Penyebaran muatan dengan medan listriknya disebut lapis ganda listrik. Dengan adanya tenaga kinetis maka penyebaran kation bersifat difusi dan lapisan ganda disebut setengah difusi. Kation-kation yang menyebar disebut ion lawan (counter ion) dari muatan permukaan. Medan listrik makin berkurang dari permukaan bermuatan kelarutan sampai menjadi nol bila disosiasi ion lawan telah berhenti. Tebal lapis ganda ditentukan oleh kesetimbangan antara kecenderungan ion-ion untuk menyebar dan kekuatan tarik permukaan mineral.
Setiap kation mempunyai daya yang berbeda untuk dapat dijerap dan dipertukarkan. Jumlah yang dijerap biasanya tidak setara dengan jumlah yang dipertukarkan. Ion bervalensi dua biasanya lebih kuat dipegang dai pada ion bervalensi satu oleh koloid tanah, dengan demikian akan lebih sukar untuk dipertukarkan. Itulah sebabnya jika ion Ba2+ yang digunakan sebagai kation penukar, pertukaran tidak terjadi dalam jumlah yang setara. Barium dijerap kuat sekali oleh liat, tetapi mempunyai daya penetrasi yang rendah. Oleh karena itu jumlah pertukaran yang diperoleh lebih rendah dari jumlah barium yang dijerap, akan sering memberikan jumlah pertukaran yang lebih tinggi dari jumlah ion NH4+ yang dijerap. Amonium adalah ion bervalensi satu yang tentunya akan ditarik oleh koloid liat kurang kuat jika dibandingkan dengan ion barium, tetapi ion amonium mempunyai daya penetrasi yang lebih tinggi.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Kapasitas Tukar Kation (KTK) atau Cation Exchange capacity (CEC) merupakan jumlah total kation yang dapat dipertukarkan pada permukaan koloid yang bermuatan negative. Berdasarkan pada jenis permukaan koloid yang bermuatan negative, KTK dapat dikelompokkan menjadi tiga, yaitu : a) KTK koloid anorganik atau KTK liat yaitu jumlah kation yang dapat dipertukarkan pada permukaan koloid anorganik (koloid liat) yang bermuatan negative, b) KTK koloid organic yaitu jumlah kation yang dapat dipertukarkan pada permukaan koloid oerganik yang bermuatan negative, dan c) KTK total atau KTK tanah yaitu jumlah total kation yang dapat dipertukarkan dari suatu tanah baik kation pada permukaan koloid organic (humus) maupun kation pada permukaan koloid anorganik (liat) (Madjid, 2007).
Besarnya KTK tanah tergantung pada tekstur tanah, tipe mineral liat tanah, dan kandungan bahan organic. Semakin tinggi kadar liat atau tekstur semakin halus maka KTK tanah akan semakin besar. Demikian pula pada kandungan bahan organic tanah, semakin tinggi bahan oerganik tanah maka KTK tanah akan semakin tinggi (Mukhlis, 2007).
Kapasitas Tukar Kation (KTK) setiap jenis tanah berbeda-beda. Humus yang berasal dari bahan organic mempunyai KTK jauh lebih tinggi (100-300 meq/100g). Koloid yang bersal dari batuan memiliki KTK lebih rendah (3-150 meq/100g). Secara kualitatif KTK tanah dapat diketahui dari teksturnya. Tanah dengan kandungan pasir yang tinggi memiliki KTK yang lebih rendah dibandingkan dengan tanah dengan kandungan liat atau debu. KTK tanah yang rendah dapat ditingkatkan dengan menambahkan bahan organic seperti kompos atau pupuk kandang, penambahan hancuran batuan zeolit secara signifikan juga dapat meningkatkan KTK tanah (Novizan, 2005).
Kapasitas tukar kation tanah tergantung pada tipe dan jumlah kandungan liat, kandungan bahan organik, dan pH tanah. Kapasitas tukar kation tanah yang memiliki banyak muatan tergantung pH dapat berubah-ubah dengan perubahan pH. Keadaan tanah yang masam menyebabkan tanah kehilangan kapasitas tukar kation dan kemampuan menyimpan hara kation dalam bentuk dapat tukar, karena perkembangan muatan positif. Kapasitas tukar kation kaolinit menjadi sangat berkurang karena perubahan pH dari 8 menjadi 5,5. KTK tanah adalah jumlah kation yang dapat dijerap 100 gram tanah pada pH 7 (Pairunan, dkk., 1999).
Kation adalah ion bermuatan positif seperti Ca++, Mg+, K+, Na+, NH4+, H+, Al3+, dan sebagainya. Di dalam tanah kation-kation tersebut terlarut di dalam air tanah atau dijerap oleh koloid-koloid tanah. Banyaknya kation (dalam miliekivalen) yang dapat dijerap oleh tanah per satuan berat tanah (biasanya per 100 g) dinamakan kapasitas tukar kation (KTK). Kation-kation yang telah dijerap oleh koloid-koloid tersebut sukar tercuci oleh air gravitasi, tetapi dapat diganti oleh kation lain yang terdapat dalam larutan tanah. Hal tersebut dinamakan pertukaran kation. Jenis-jenis kation yang telah disebutkan di atas merupakan kation-kation yang umum ditemukan dalam kompleks jerapan tanah.(Rosmarkam dan Yuwono, 2002)
Pertukaran kation merupakan pertukaran antara satu kation dalam suatu larutan dan kation lain dalam permukaan dari setiap permukaan bahan yang aktif. Semua komponen tanah mendukung untuk perluasan tempat pertukaran kation, tetapi pertukaran kation pada sebagaian besar tanah dipusatkan pada liat dan bahan organic. Reaksi tukar kation dalam tanah terjadi terutama di dekat permukaan liat yang berukuran seperti klorida dan partikel-partikel humus yang disebut misel. Setiap misel dapat memiliki beribu-ribu muatan negative yang dinetralisir oleh kation yang diabsorby (Soares et al., 2005).
Pada kebanyakan tanah ditemukan bahwa pertukaran kation berubah dengan berubahnya pH tanah. Pada pH rendah, hanya muatan permanen liat, dan sebagian muatan koloid organik memegang ion yang dapat digantikan melalui pertukaran kation. Dengan demikian KTK relatif rendah.(Harjowigeno, 2002)
KTK tanah berbanding lurus dengan jumlah butir liat. Semakin tinggi jumlah liat suatu jenis tanah yang sama, KTK juga bertambah besar. Makin halus tekstur tanah makin besar pula jumlah koloid liat dan koloid organiknya, sehingga KTK juga makin besar. Sebaliknya tekstur kasar seperti pasir atau debu, jumlah koloid liat relatif kecil demikian pula koloid organiknya, sehingga KTK juga relatif lebih kecil daripada tanah bertekstur halus.(Hakim, 1986)
Pengaruh bahan organik tidak dapat disangkal terhadap kesuburan tanah. Telah dikemukakan bahwa organik mempunyai daya jerap kation yang lebih besar daripada koloid liat. Berarti semakin tinggi kandungan bahan organik suatu tanah makin tinggi pula lah KTKnya.(Rosmarkam dan Yuwono, 2002)
Nilai kapasitas tukar kation tanah pada umumnya berkisar antara 25-45 cmol/kg sampai dengan kedalaman 1 meter. Besarnya nilai KTK sangat dipengaruhi oleh kadar lempung, C-organik, dan jenis mineral lempungnya. Pengaruh kadar lempung dan C-organik terhadap nilai KTK tanah terlihat dari grafik hubungan sifat-sifat fisik-kimia. Kadar lempung berpengaruh cukup tinggi terhadap KTK dengan nilai koefisien determinasi R2 = 0.62. Makin tinggi kadar lempung maka makin tingi nilai KTK, sedangkan untuk C-organik pengaruhnya kacil terhadap KTK (R2 = 0.29), hal ini mungkin karena kadar C-organik yang rendah, selain itu jenis mineral lempung pun berpengaruh terhadap nilai KTK (Al-Jabri, 2008).
Dalam kondisi tertentu kation teradsorpsi terikat secara kuat oleh lempung sehingga tidak dapat dilepaskan kembali oleh reaksi pertukaran, kation ini disebut kation terfiksasi. Mineral lempung yang banyak menyumbang fiksasi K+ dan NH4+ antara lain : zeolit, mika, dan ilit. Fiksasi K penting didalam tanah pasiran untuk mencegah dari pelindian dan pemupukan K+ dan NH4+ yang terus menerus yang dapat menurunkan fiksasi K (Aragno dan Michel, 2005).
Masukan kapur akan menaikkan pH tanah. Pada tanah-tanah yang bermuatan tergantung pH, seperti tanah kaya montmorillonit atau koloid organik, maka KTK akan meningkat dengan pengapuran. Di lain pihak pemberian pupuk-pupuk tertentu dapat menurunkan pH tanah, sejalan dengan hal itu KTK pun akan turun. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa pengaruh pengapuran dan pemupukan ini berkaitan erat dengan perubahan pH, yang selanjutnya memperngaruhi KTK tanah (Hakim, dkk., 1986).
BAB III
BAHAN DAN METODA
3.1 Alat dan Bahan
Bahan yang digunakan adalah Amonium Asetat pH 7, H2SO4 0,1 N, Alkohol 96%, Natrium Hidroksida 40%, indicator Conway, Asam Borat, Aquadest. Alat yang digunakan adalah timbngan analitik, alat destilasi amoniak, gelas piala, batang pengaduk, gelas arloji, gelas ukur 50 ml, botol semprot, corong, kertas saring, labu ukur 100 ml, pipet, buret, Erlenmeyer, dan labu kjedahl 1000 ml.
3.2 Metode
Metode yang digunakan adalah Leaching (pencucian) dengan Amonium Asetat 1N pH 7.
3.3 Cara Kerja
1. masukkan 2,5 g sampel tanah kering angin kedalam botol film, lalu tambahkan 25 ml larutan ammonium asetat kocok selama 15 menit dengan mesin pengocok dan biarkan semalam.
2. Setelah itu larutan disaring dengan kertas saring dan ditampung dengan labu ukur 50 ml, sisa sampel tanah yang ada di kertas saring pada gelas piala dicuci dengan 20-30 ml ammonium asetat dan diulang sampai beberapa kali sampai filtrate yang ditampung mencapai 50 ml. pindahkan ke labu ukur dan tepatkan volumenya sampai 50 ml dengan ammonium asetat pH 7.
3. Cuci sampel tanah pada kertas saring dengan 25-30 ml Alkohol untuk setiap kali pencucian.
4. Pindahkan sampel tanah pada kertas saring kedalam labu kjedahl dan tambahkan 40 ml Aquadest dan tambahkan 20 ml NaOH 40%. Kemudian hubungkan dengan alat destilasi.
5. Hasil dstilasi ditampung dengan Erlenmeyer yang berisi 15 ml Asam Borat dan 3 tetes indicator Conway. Destilasi dihentikan setelah destilat mencapai 40 ml dan berubah menjadi hijau kebiru-biruan.
6. Destilat dititrasi dengan asam sulfat 0,1 N sehingga warna biru berubah menjadi merah muda. Denag cara yang sama dilakukan untuk blanko.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Jenis Tanah Nilai (me/100 g tanah) Kriteria
Ultisol 0,107 Sangat Rendah
Regosol 0,216 Sangat Rendah
Histosol 0,322 Sangat Rendah
4.2 Pembahasan
Perbedaan nilai KTK terjadi karena penggunaan sampel tanah yang berbeda. Nilai KTK tanah Histosol lebih tinggi dibandingkan dengan tanah Regosol, dan nilai KTK tanah lebih tinggi dibandingkan dengan nilai KTK tanah Ultisol (KTK Histosol > KTK Regosol > KTK Ultisol). Meskipun ada yang memiliki nilai KTK yang tinggi pada ketiga tanah tersebut, namun berdasarkan pada table kriteria, nilai KTK ketiga tanah tersebut memiliki nilai KTK yang sangat rendah.
Hasil KTK yang diperoleh diatas sesuai dengan pendapat Foth, Henry (1998) yang menyatakan bahwa semakin tinggi tingkat kemasaman tanah maka semakin rendah kemampuan kapasitas tukar kation tanah / nila KTK tanah. Sebagaimana tingkat kemasaman tanah tersebut, ultisol lebih masam dibandingkan regosol dan histosol, karena itu tanah ultisol memiliki nilai KTK paling rendah dan histosol mempunyai KTK paling besar.
Kemasaman tanah ultisol terjadi karena tanah ultisol adalah tanah yanag terbentuk didaerah yang lembab. Tanah ultisol bersifat masam dengan kejenuhan basa-basa rendah, karena adanya pencucian basa-basa. Adanya keberadaan suhu yang cukup pans dan pencucian yang lama, terjadi pelapukan yang intensif pada mineral yag mudah lapuk.
Tanah ultisol, regosol dan histosol merupakan tanah yang masam dan sangat tidak subur. Karen itu taah ini tidak begitu baik untuk usaha pertanian. Namun, usaha pertanian pada tanah ini tetap bisa dilakukan pada tanah ini denga cara menaikkan pH tanah. Hal ini bisa dibantu dengan pemberian memberikan kapur dan bahan organic kepada tanah tersebut. Kapur akan menaikkan pH tanah, sedangkan bahan organic akan bertindak untuk menambah ketersediaan unsur hara bagi tanah untuk perkembangan dan pertumbuhan tanaman.
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari praktikum yang telah dilaksanakan, dapat disimpulkan bahwa ketiga sampel tanah yang digunakan memiliki nilai kapasitas tukar kation yang sangat rendah. Hal ini terjadi karena karena ketiga tanah adalah tanah dengan pH masam. Rendahnya KTK tanah berarti sanagt sedikitnya unsur hara yang terdapat didalam tanah. Tanah dengan KTK rendah tidak bagus bila digunakan untuk usaha pertanian. Kemasaman tanah ini perlu diperbaiki dengan pemberian kapur dan penambahan bahan organic.
5.2 Saran
Untuk praktikum selanjutnya, praktikan diharapkan menggunakan sampel tanah yang memiliki nilai KTK yang tinggi agar dapat membandingkan perlakuan yang diberikan untuk sampel tanah tersebut.
DAFTAR PUSTAKA
Al-Jabri, M. 2008. Kajian penetapan kapasitas tukar kation zeolit sebagai pembenah tanah untuk lahan pertanian terdegradasi. Jurnal Standardisasi 10 : 56-59
Aragno, M dan J. Michel. 2005. The Living Soil. Science Publishers. Inc, New Jersey.
Hakim, N., M. Yusuf Nyakpa, A. M. Lubis, Sutopo Ghani Nugroho, M. Amin Diha, Go Ban Hong, H. H. Bailey, 1986. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Universitas Lampung, Lampung
Hardjowigeno, H. Sarwono., 2002. Ilmu Tanah. Akademika Pressindo, Jakarta
Madjid, A. 2007. Kapasitas Tukar Kation. . Diakses tanggal 8 Mei 2011.
