I.
PENDAHULUAN
1.1.Latar
Belakang
Pusat Penelitian Tanah
(1990) mengemukakan bahwa tanah gambut atau Organosol adalah tanah yang
mempunyai lapisan atau horison H, setebal 50 cm atau lebih atau dapat 60 cm
atau lebih bila terdiri dari bahan Sphagnum atau lumut, atau jika berat isinya
kurang dari 0,1 g cm-3. Ketebalan horison H dapat kurang dari 50 cm bila
terletak diatas batuan padu. Tanah yang mengandung bahan organik tinggi disebut
tanah gambut (Wirjodihardjo, 1953) atau Organosol (Dudal dan Soepratohardjo, 1961)
atau Histosol (PPT, 1981).
Proses kimia
pada tanah sulfat masam atau lahan pasang surut dapat dikelompokkan menjadi dua
bagian penting. Pertama, proses kimia yang terjadi dalam keadaan reduktif, antara
lain pembentukan pirit, reduksi besi feri menjadi fero, serta reduksi senyawa
beracun.Kedua, proses kimia pada kondisi oksidatif, yang terpenting adalah
oksidasi pirit. a. Proses Reduksi Dalam proses reduksi selalu memanfaatkan
proton, sehingga pH tanah akan meningkat.
Proses kimia penting yang terjadi adalah
pembentukan pirit. Pirit (FeS2) adalah mineral berkristal kubus dari senyawa
besi-sulfida yang terkumpul di dalam endapan marin kaya bahan organik dan
diluapi air mengandung senyawa sulfat (SO4-) dari air laut. Bentuk kristal
pirit sangat halus bervariasi dari <> 2 mikron hingga > 100 mikron
(Van Dam dan Pons, 1972).
Kandungan pirit dalam endapan marin mencapai
5%, tetapi umumnya 1-4% (Van Breemen, 1972). Pembentukan pirit memerlukan
persyaratan tertentu : (1) Lingkungan
anaerob : Reduksi sulfat hanya dapat terjadi pada kondisi yang sangat
anaerob seperti pada sedimen tergenang
dan kaya bahan organik. Dekomposisi bahan organik oleh bakteri anaerob
menghasilkan senyawa-senyawa yang bersifat masam sehingga menyebabkan
lingkungan bertambah masam (Pons et al., 1982); (2) Sulfat terlarut : Sumber
utama sulfat adalah air laut atau air payau pasang; (3) Bahan organik : Oksidasi bahan organik
menghasilkan energi yang sangat diperlukan oleh bakteri pereduksi sulfat. Ion
sulfat bertindak sebagai sumber elektron bagi respirasi bakteri kemudian
direduksi menjadi sulfida. Jumlah sulfida yang terbentuk berkaitan langsung dengan
jumlah bahan organik yang dimetabolisme oleh bakteri; (4) Jumlah besi : Tanah dan sedimen mengandung besi oksida dan
hidroksida dalam jumlah yang banyak, yang akan tereduksi menjadi Fe2+,
yang sangat larut pada pH sekitar normal atau dijerap oleh senyawa organik yang
larut; (5) Waktu : Waktu yang
diperlukan untuk pembentukan pirit pada kondisi alami masih belum banyak
diketahui.
Reaksi antara padatan FeS dan S berjalan
sangat lambat, memerlukan waktu bulanan bahkan tahunan untuk menghasilkan
sejumlah pirit. Namun demikian, pada kondisi yang sesuai, Fe2+ larut
dan ion polisulfida dapat membentuk pirit dalam beberapa hari (Howarth, 1979
dalam Dent, 1986). Pirit adalah zat yang hanya ditemukan di tanah di daerah
pasang surut saja. Zat ini dibentuk pada waktu lahan digenangi oleh air laut
yang masuk pada musim kemarau. Pada saat kondisi lahan basah atau tergenang,
pirit tidak berbahaya bagi tanaman. Akan tetapi, bila terkena udara
(teroksidasi), pirit berubah bentuk menjadi zat besi dan zat asam belerang yang
dapat meracuni tanaman.
Pirit dapat terkena udara apabila: 1. Tanah
pirit diangkat ke permukaan tanah (misalnya pada waktu mengolah tanah, membuat
saluran, atau membuat surjan). 2. Permukaan air tanah turun (misalnya pada
musim kemarau). Pirit di dalam tanah dapat ditandai dengan: 1. Adanya rumput
purun atau rumput bulu babi, menunjukkan ada pirit di dalam tanah yang telah
mengalami kekeringan dan menimbulkan zat besi dan asam belerang. 2. Bongkah
tanah berbecak kuning jerami ditanggul saluran atau jalan, menunjukkan adanya
pirit yang berubah warna menjadi kuning setelah terkena udara. 3. Adanya
sisa-sisa kulit atau ranting kayu yang hitam seperti arang dalam tanah.
Biasanya di sekitamya ada becak kuning jerami. 4. Tanah berbau busuk (seperti
telur yang busuk), maka zat asam belerangnya banyak. Air di tanah tersebut
harus dibuang dengan membuat saluran cacing dan diganti dengan air baru dari
air hujan atau saluran.
Gejala keracunan zat besi pada tanaman: 1.
Daun tanaman menguning jingga 2. Pucuk daun mengering 3. Tanamannya kerdil 4.
Hasil tanaman rendah. Ciri-ciri tingginya kadar besi dalam tanah: 1. Tampak
gejala keracunan besi pada tanaman 2. Ada lapisan seperti minyak di permukaan
air 3. Ada lapisan merah di pinggiran saluran. Belerang menyebabkan air tanah
menjadi asam, bahkan lebih asam daripada cuka. Akibat yang ditimbulkan adalah:
1. Tanaman mudah terserang penyakit 2. Hasil panen rendah 3. Tanaman lebih
mudah kena keracunan besi. Kedalaman pirit diukur
dengan cara berikut ini: a. Gali lubang sedalam 75 cm atau lebih. b. Ambillah
gumpalan tanah mulai dari kedalaman 10 cm, 20 cm, 30 cm, dan seterusnya sampai
ke bagian bawah. c. Gumpalan tanah tersebut ditandai dan dicatat sesuai dengan
asal kedalaman. d. Setiap gumpalan tanah ditetesi air peroksida. Bila keluar
buih meledak-ledak menunjukkan adanya pirit dalam tanah tersebut. e. Cara lain
dengan menyimpan gumpalan tanah tadi di tempat teduh. Diamati setelah 3 minggu,
jika ada becak warna kuning jerami, maka tanah tersebut mengandung pirit. Cara
ini diulang sedikitnya di 20 tempat untuk setiap hektar lahan, guna memastikan
kedalaman piritnya. Sehingga sewaktu mengolah tanah, pirit tidak teroksidasi,
karena dapat meracuni tanaman.
Pada tanah sulfat masam yang telah lanjut, pH
meningkat sangat lambat setelah penggenangan bahkan kadang-kadang tidak
mencapai 5,5-6,0. Kemungkinan hal ini disebabkan oleh : (1) lambatnya proses
reduksi dan (2) tidak adanya bahan yang akan direduksi seperti misalnya oksida
besi feri. Pada kondisi pertama, maka setelah penggenangan tidak akan terjadi
perubahan nilai Eh atau pH yang drastis. Pada kasus kedua, nilai Eh akan
menurun tanpa meningkatkan pH. Menurut Dent (1986), tanah sulfat masam yang
sudah tua mengandung besi dalam bentuk kristal goetit dan hematit yang stabil
sehingga sulit tereduksi. Sebaliknya tanah sulfat masam yang masih muda kaya
akan koloid besi, sehingga diperkirakan mempunyai kadar besi terlarut yang
tinggi setelah penggenangan. Konsten et al., (1990) melaporkan bahwa tanah sulfat masam
di Kalimantan ada yang tidak menunjukkan peningkatan pH setelah penggenangan.
Hal ini disebabkan tanah tersebut mempunyai kandungan oksida Fe3+
yang rendah dibandingkan kapasitas netralisasi oleh tanah. Reduksi sulfat.
Proses reduksi sulfat menjadi sulfida dapat terjadi pada kondisi pH di atas 4
hingga 5, pada pH di bawah itu reaksi terjadi sangat lambat dan bahkan tidak
ada. Reduksi sulfat seringkali terjadi pada tanah sulfat masam yang masih muda
dan sulfat masam lanjut yang lama tergenang. Reduksi sulfat ini sangat
berkaitan dengan adanya hasil dekomposisi bahan organik yang masih baru. H2S
yang terbentuk sangat beracun bagi tanaman, pada konsentrasi 0,1 mg l-1 H2S
sudah dapat meracuni tanaman padi dalam larutan hara (Mitsui, 1964 dalam van
Breemen, 1993). b. Proses Oksidasi Proses utama yang terjadi bila tanah sulfat
masam teroksidasi adalah oksidasi pirit. Reaksi oksidasi pirit dengan oksigen
pada tanah sulfat masam berlangsung dalam beberapa tahapan, meliputi reaksi-reaksi
kimia dan biologis (Dent, 1986). Kecepatan oksidasi pirit oleh Fe3+
sangat dipengaruhi oleh pH, karena Fe3+ hanya larut pada nilai pH di
bawah 4 dan Thiobacillus ferrooxidans tidak tumbuh pada pH yang tinggi. Besi
oksida dan pirit di dalam tanah mungkin secara fisik berada pada tempat yang
berdekatan, namun ada tidaknya reaksi di antara mereka sangat dipengaruhi oleh
kelarutan Fe3+.
Kecepatan oksidasi pirit cenderung bertambah
dengan menurunnya pH tanah. Pada pH di bawah 4, proses oksidasi terhambat oleh
suplai O2. Kecepatan penurunan pH akibat oksidasi pirit tergantung pada : (1)
jumlah pirit; (2) kecepatan oksidasi; (3) kecepatan perubahan bahan hasil
oksidasi; dan (4) kapasitas netralisasi. C. Hasil Oksidasi Pirit Oksidasi pirit
oleh Fe3+ menghasilkan ion (H+) yang kemudian sebagian
digunakan lagi untuk mengoksidasi Fe2+ menjadi Fe3+.
Hasil akhir dari oksidasi pirit adalah hidroksida Fe3+. Pada pH >
4, oksida dan hidroksida Fe3+ akan mengendap, misalnya dalam bentuk
goetit yang lambat laun akan berubah menjadi hematit (Dent, 1986). Jarosit
[KFe3(SO4)2(OH)6] merupakan endapan berwarna kuning pucat hasil oksidasi pirit
pada kondisi yang sangat masam, yaitu pada Eh diatas 400 mV dan pH kurang dari
3,7. Pada pH di atas 4, jarosit tidak stabil dan mudah berubah menjadi goetit
dan terhidrolisa menjadi oksida besi. Hasil pengujian mikroskopi terhadap
irisan tipis dan difraksi sinar X menunjukkan bahwa bercak kuning yang
merupakan karakteristik tanah sulfat masam didominasi oleh jarosit dan goetit.
Bercak merah dan coklat pada sulfat masam adalah goetit yang kadang-kadang
berasosiasi dengan jarosit dan hematit (van Breemen, 1976). Sulfat merupakan
salah satu hasil oksidasi pirit yang sangat sedikit dijerap oleh profil tanah.
Sebagian besar dari sulfur terlarut hilang
bersama air drainase atau berdifusi ke lapisan di bawahnya yang kemudian akan
direduksi kembali menjadi sulfida. Ion hidrogen (proton) yang dihasilkan dari
oksidasi pirit menyebabkan kondisi tanah yang sangat masam. pH yang sangat
rendah menyebabkan penghancuran kisi-kisi mineral liat sehingga silikat dan Al3+
terlepas. Di lapangan, nilai pH tanah sulfat masam berkisar antara 3,2 hingga
3,8 (Dent, 1986). Meningkatnya kandungan silika dan Al3+ terlarut
mempengaruhi karakteristik tanah dan air tanah. Aktivitas Al3+
terlarut berkorelasi secara langsung dengan pH, bila pH meningkat maka
aluminium akan mengendap sebagai hidroksida atau basic sulfate (van Breemen,
1973). Beberapa unsur mikro seperti Ni dan Co ikut terakumulasi di dalam
sedimen karena mensubstitusi Fe dalam pirit atau unsur Cu, Zn, Pb yang
menggantikan sulfida (Deer et al., 1965 dalam van Breemen, 1993). Unsur-unsur
tersebut akan terlepas kembali saat pirit teroksidasi. Satawathananont (1986
dalam van Breemen, 1993) menunjukkan bahwa konsentrasi unsur Cu, Zn, Mo, Cd,
Pb, Ni, dan As terdapat dalam jumlah yang lebih tinggi pada tanah berpirit yang
aerasinya baik (pH 2,9) dibandingkan pada tanah sulfat masam yang sudah
berkembang (pH 3,9-4,5) dan tanah marin yang tidak masam (pH 4,9) di Bangkok.
Selain unsur mikro, masih banyak unsur lain seperti gas SO2, Fe2+,
H2S, Al3+ dan asam-asam organik yang dilepaskan sebagai akibat
teroksidasinya pirit. Keluarnya unsur-unsur beracun tersebut dari tanah melalui
air drainase ke perairan umum dapat menyebabkan polusi dan mengancam kehidupan
biota sungai/laut.
1.2.
Tujuan Praktikum
Mahasiswa dapat menentukan ada tidaknya pirit
pada suatu tanah di lapangan.
III.
BAHAN
DAN METODE
3.1 Waktu dan Tempat
Kegiatan
praktikum acara VII ( UJI PIRIT (FeS2)
TANAH LAHAN PASANG SURUT DENGAN HIDROGEN PEROKSIDA (H2O2)
) di lakukan dengan pengamatan dilaksanakan pada hari Sabtu, 24
November 2012 pukul 09.00 wib – selesai.
di Laboratorium Analitik, Fakultas Pertanian, Universitas Palangka Raya.
3.2 Bahan dan alat
Bahan
yang digunakan adalah tanah gambut dan tanah pasang surut dalam kapasitas
lapang, H2O2 30%, aquadest sedangkan alat yang digunakan
adalah sendok makan, cupu plastik, alat pengukur pH.
3.3
Cara kerja
1.
Letakkan dalam cupu plastik, tambahkan secara hati – hati 20 ml H2O2
30% (dapat bereaksi keras), biarkan selama kira – kira 15 menit.
2.
Aduk menjadi suspensi homogen. Untuk memastikan kesempurnaan reaksi tambahkan
lagi 10 ml aquades dan aduk.
3.
Ukur pH-nya, kalau memakai pengukur pH, pengukur dilakukan dalam suspensi.
Kalau memakai batang celup pengukur pH, pengukur dikerjakan dalam cairan jemih
di atas suspensi yang mulai mengendap.
4.
Kalau pH merosot hingga kurang dari pH 2,5 maka bahan bersiifat sulfirik
potensial atau mengandung pirit banyak.
IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.
Hasil Pengamatan
|
No
|
Ulangan
|
Kekuatan Reaksi
|
Tanda Lain (buih, bau)
|
|
1.
|
Sampel
1
|
Kuat
sekali
(piritnya kuat) |
Berbuih
banyak, berasap, berbau
|
|
2.
|
Sampel
2
|
Lemah
(piritnya
lemah)
|
Tidak
berbuih , tidak berasap dan tidak berbau
|
|
3.
|
Sampel
3
|
Sedang
(pirit
sedang)
|
Sedikit
berbuih, sedikit berasap dan sedikit berbau
|
4.2.
Pembahasan
Berdasarkan tabel hasil pengamatan di atas dapat diketahui bahwa pada
sampel satu mempunyai kandungan pirit yang sangat kuat ditandai dengan adanya
buih, berasap dan berbau ketika dicampur dengan larutan H2O2
30% , pada sampel 2 mempunyai
kandungan pirit yang rendah ditandai dengan tidak adanya buih, asap dan bau
ketika dicampur dengan larutan H2O2 30% sedangkan pada sampel 3 mempunyai kandungan
pirit yang sedang ditandai dengan adanya buih yang sedikit, asap yang sedikit
dan bau yang sedikit.
Pirit merupakan sumber kemasaman pada
lahan gambut pasang surut. Akan tetapi pada saat lahan gambut tersebut
dalam keadaan tergenang maka pirit ini akan menjadi tidak aktif atau hanya
menjadi tanah dengan memiliki kemasaman potensial maka pH tanah tersebut tidak
akan menjadi terlalu masam. Sedangkan jika pada saat lahan gambut sudah tidak
tergenang lagi maka pirit tersebut menjadi teroksidasi sehingga pirit akan
menjadi sumber kemasaman yang aktif.
Jika pirit belum teroksidasi maka pH tanah tidak akan terlalu rendah,
akan tetapi jika pirit telah teroksidasi maka pH tanah akan menjadi sangat
rendah. Dan jika tanaman dibudidayakan di atas permukaan lahan gambut yang
piritnya telah teroksidasi maka tanaman budidaya tidak akan bisa tumbuh secara
optimal. Hal ini dikarenakan pirit bisa sebagai sumber kemasaman yang potensial
bagi suatu lahan gambut pasang surut tetapi juga dapat menjadi senyawa beracun
jika akar dari tanaman budidaya menyentuh lapisan pirit ini.
Untuk mengatasi permasalah pirit ini sering kali petani melakukan sistem
pengelolaan tanah yang TOT ( Tanpa Olah Tanah), sehingga lapisan pirit akan
selalu berada dibawah permukaan air tanah dan juga pemberian kapur
pertanianyang lumayan banyak untuk mengatasi kemasaman pirit yang telah
teroksidasi.
V.
KESIMPULAN
Tanah yang mengandung pirit yang sangat kuat maka tidak dapat dijadikan
sebagai lahan budidaya pertanian. Dikarenakan pirit selain menjadi sumber
kemasaman tanah yang potensial jika belum mengalami oksidasi tapi keberadaannya
tentu sangat merugikan dikarenakan dapat juga berlaku sebagai senyawa beracun
yang dapat menghambat pertumbuhan dan perkembangan tanaman budidaya. Adapun hal
yang bisa dilakukan untuk mengatasi pirit ini adalah dengan menjaga lapisan
permukaan air tanah tetap berada di atas lapisan pirit dan sama sekalitidak
melakukan pengelolaan tanah agar lapisan pirit tidak terangkat keatas.
DAFTAR PUSTAKA
Hakim,
Nurjati, dkk. 1986. Dasar-dasar Ilmu
Tanah. Lampung: Universitas Lampung
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
Pairunan, Anna K., J. L. Nanere, Arifin, Solo S. R. Samosir,
Romualdus Tangkaisari, J. R. Lalopua, Bachrul Ibrahim, Hariadji Asmadi, 1999.
Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Badan Kerjasama Perguruan Tinggi Negeri Indonesia
Timur, Makassar
Rosmarkam dan Yuwono. 2002. Ilmu
Kesuburan Tanah. 2002. Kanisius, Jakarta
Tidak ada komentar:
Posting Komentar