KAPASITAS TUKAR KATION

KAPASITAS TUKAR KATION
(Makalah Kesuburan Tanah dan Pemupukan)




Oleh

Tety Maryenti (1014121179)
Riza Aprianti (1014121159)
Windi Eka Pratiwi (1014121191)









FAKULTAS PERTANIAN
JURUSAN AGROTEKNOLOGI
UNIVERSITAS LAMPUNG
2012



I. PENDAHULUAN


1.1    Latar Belakang

Tanah merupakan tubuh alam dihasilkan dari berbagai proses dan faktor pembentuk yang berbeda. Karena itu tanah mempunyai karakteristik yang berbeda misalnya pada kesuburannya, demikian akan memerlukan manajemen yang berbeda pula untuk tetap menjaga keberlanjutan fungsi-fungsi tanah tersebut. Kesuburan tanah adalah tanah yang mengandung segala unsur esensial, baik bahan organik, mikroorganisme yang mampu menunjang tanaman untuk hidup dengan baik.
Terdapat dua metode dalam menganalisis tanah yaitu metode kualitatif yaitu dengan penampakan yang bertujuan untuk mengevaluasi kesuburan tanah kemudian metode kuantitatif yaitu dengan perhitungan dengan cara menganalisi tanah dengan tanamannya contohnya menghitung pH tanah, tekstur tanag, kejenuhan basa, koloid tanah, status hara pada tanah dan juga kapasitas tukar kation.
Kapasitas Tukar Kation (KTK) atau Cation Exchangable Cappacity (CEC) merupakan salah satu sifat kimia tanah yang terkait erat dengan ketersediaan hara bagi tanaman dan menjadi indikator kesuburan tanah. Hal ini tidak bisa dilepaskan dari factor-faktor yang mempengaruhi kapasitas tukar kation di dalam tanah. Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi tinggi maupun rendahnya kapasitas tukar kation dalam tanah yang akan dibahas lebih lanjut didalam makalah ini.




1.2    Tujuan

Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini adalah
1.    Untuk mengetahui pengertian kapasitas tukar kation secara jelas
2.    Untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi kapasitas tukar kation
3.    Untuk mengetahui pengelompokkan kapasitas tukar kation
4.    Untuk mengetahui cara pertukaran kation





























II. ISI


2.1 Pengertian Kapasitas Tukar Kation

Tanah merupakan tubuh alam dihasilkan dari berbagai proses dan faktor pembentuk yang berbeda. Karena itu tanah mempunyai karakteristik yang berbeda demikian akan memerlukan manajemen yang berbeda pula untuk tetap menjaga keberlanjutan fungsi-fungsi tanah tersebut.
Koloid tanah yang memiliki muatan negatif besar akan dapat menyerap sejumlah besar kation.Jumlah kation yang dapat diserap koloid dalam bentuk dapat dipertukarkan pada pH tertentu disebut kapasitas tukar kation. Salah satu sifat kimia tanah yang terkait erat dengan ketersediaan hara bagi tanaman dan menjadi indikator kesuburan tanah adalah Kapasitas Tukar Kation (KTK) atau Cation Exchangable Cappacity (CEC). Kapasitas tukar kation merupakan jumlah muatan negative persatuan berat koloid yang dinetralisasi oleh kation yang mudah diganti.Kapasitas tukar kation didefinisikan sebagai nilai yang diperoleh pada pH 7 yang dinyatakan dalam milligram setara per 100 gram koloid


2.2 Faktor- Faktor yang Mempengaruhi Kapasitas Tukar Kation

Seperti yang telah disebutkan pada bagian diatas bahwa kapasitas tukar kation merupakan jumlah muatan negative persatuan berat koloid yang dinetralisasi oleh kation yang mudah diganti.Kapasitas tukar kation didefinisikan sebagai nilai yang diperoleh pada pH 7 yang dinyatakan dalam milligram setara per 100 gram koloid. Untuk melakukan pertukaran atau pergantian kation dalam tanah, terdapat faktor-faktor yang mempengaruhinya. Faktor- faktor tersebut apabila tidak sesuai dengan yang disyaratkan maka akan menurunkan kapasitas tukar kation dalam tanah, akan tetapi sebaliknya, jika faktor-faktor tersebut terpenuhi kapasitas tukar kation akan mengalami kenaikan yang tentunya sangat baik untuk tanah dan juga tanaman untuk tumbuh dan berkembang.
Faktor- faktor yang mempengaruhi kapasitas tukar kation adalah:

1.    Tekstur tanah
Semakin halusnya tekstur pada tanah maka akan meningkatkan KTK karena tanah lebih mampu dalam menahan air dan unsur hara. Dengan semakin halusnya tekstur, maka hara akan tertahan dan terjerap dalam koloid tanah, serta unsur hara tidak mudah mengalami pencucian. Hal ini dapat memudahkan dalam pertukaran kation di dalam tanah, terutama pada kation yang monovalen. Jerapan dan pertukaran kation ini mempunyai arti penting di dalam serapan hara oleh tanaman, kesuburan tanah, retensi hara dan pemupukan. Kation yang terjerap biasanya tersedia untuk tanaman dengan menukarkannya dengan ion H+ hasil respirasi akar tanaman. Hara yang ditambahkan ke dalam tanah melalui pemupukan akan diikat oleh permukaan koloid tanah dan dapat dicegah dari pelindian, sehingga dapat menghindari kemungkinan pencemaran air tanah (ground water). Jika tekstur tanah terlalu kasar misalnya pasir, maka daya jerap akan hara dan airnya lebih mudah lepas atau hilang sehingga mudah sekali terjadi pencucian yang dapat mengurangi kesuburan tanah dan menurunkan KTK

2.    Kandungan humus dan bahan organik
Seperti yang telah kita ketahui bahwa bahan organik dapat memperbaiki struktur tanah sehingga terbentuk agregat tanah yang mengurangi terjadinya erosi Bahan organik yang lambat laun terdekomposisi akan menghasilkan humus yang berguna bagi tanaman dan juga tanah. Tanah akan memiliki pH yang stabil dan baik untuk pertanaman. Bahan organik ini membuat tanah melangsungkan proses alaminya sehingga tidak terdapat residu dalam pengaplikasiannya, selain itu dengan adanya kandungan c organik yang tinggi, hal ini berkorelasi positif terhadap kasitas tukar kation karena lambat laun hara akan tersedia dari dekomposisi bahan organik dan juga tanah akan lebih kuat menahan unsur hara karena strukturnya yang agregat. Jika kandungan humus dan bahan organik di dalam tanah sedikit, hal ini akan menyebabkan penurunan kapasitas tukar kation karena hilangnya unsur hara akibat pencucian maupun erosi.

3.    Jenis liat dan kandungan liat
Nilai KTK liat tergantung dari jenis liat, sebagai contoh:
a. Liat Kaolinit memiliki nilai KTK = 3 s/d 5 me/100 g.
b. Liat Illit dan Liat Klorit, memiliki nilai KTK = 10 s/d 40 me/100 g.
c. Liat Montmorillonit, memiliki nilai KTK = 80 s/d 150 me/100 g.
d. Liat Vermikullit, memiliki nilai KTK = 100 s/d 150 me/100 g.

4.    Tergantung oleh pH tanah
Kapasitas tukar kation tanah yang memiliki banyak muatan tergantung pH dapat berubah-ubah dengan perubahan pH. Keadaan tanah yang sangat 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 menjadi 5,5. Kapasitas tukar kation yang dapat dijerap 100 gram tanah pada pH 7. Kapasitas tukar kation menunjukkan kemampuan tanah untuk menahan kation-kation dan mempertukarkan kation-kation tersebut. Kapasitas tukar kation penting untuk kesuburan tanah maupun untuk genesis tanah. Beberapa pengukuran kapasitas tukar kation telah dilaksanakan dengan hasil berbeda-beda.


2.3 Pengelompokkan Kapasitas Tukar Kation

1. Berdasarkan pada jenis permukaan koloid yang bermuatan negatif
KTK dapat dikelompokkan menjadi tiga, yaitu:
a. KTK koloid anorganik atau dikenal sebagai KTK liat tanah,
b. KTK koloid organik atau dikenal sebagai KTK bahan organik tanah, dan
c. KTK total atau KTK tanah.


a. KTK Koloid Anorganik atau KTK Liat
KTK liat adalah jumlah kation yang dapat dipertukarkan pada permukaan koloid anorganik (koloid liat) yang bermuatan negatif.
Nilai KTK liat tergantung dari jenis liat, sebagai contoh:
a. Liat Kaolinit memiliki nilai KTK = 3 s/d 5 me/100 g.
b. Liat Illit dan Liat Klorit, memiliki nilai KTK = 10 s/d 40 me/100 g.
c. Liat Montmorillonit, memiliki nilai KTK = 80 s/d 150 me/100 g.
d. Liat Vermikullit, memiliki nilai KTK = 100 s/d 150 me/100 g.

b. KTK Koloid Organik
KTK koloid organik sering disebut juga KTK bahan organik tanah adalah jumlah kation yang dapat dipertukarkan pada permukaan koloid organik yang bermuatan negatif.
Nilai KTK koloid organik lebih tinggi dibandingkan dengan nilai KTK koloid anorganik. Nilai KTK koloid organik berkisar antara 200 me/100 g sampai dengan 300 me/100 g.

c. KTK Total atau KTK Tanah
KTK total merupakan nilai KTK dari suatu tanah adalah jumlah total kation yang dapat dipertukarkan dari suatu tanah, baik kation-kation pada permukaan koloid organik (humus) maupun kation-kation pada permukaan koloid anorganik(liat).

2. Perbedaan KTK Tanah Berdasarkan Sumber Muatan Negatif
Berdasarkan sumber muatan negatif tanah, nilai KTK tanah dibedakan menjadi 2, yaitu:
a. KTK muatan permanen, dan
b. KTK muatan tidak permanen.

a. KTK Muatan Permanen
KTK muatan permanen adalah jumlah kation yang dapat dipertukarkan pada permukaan koloid liat dengan sumber muatan negatif berasal dari mekanisme substitusi isomorf. Substitusi isomorf adalah mekanisme pergantian posisi antar kation dengan ukuran atau diameter kation hampir sama tetapi muatan berbeda. Substitusi isomorf ini terjadi dari kation bervalensi tinggi dengan kation bervalensi rendah di dalam struktur lempeng liat, baik lempeng liat Si-tetrahedron maupun Al-oktahedron.

Contoh peristiwa terjadinya muatan negatif diatas adalah: (a). terjadi substitusi isomorf dari posisi Si dengan muatan 4+ pada struktur lempeng liat Si-tetrahedron oleh Al yang bermuatan 3+, sehingga terjadi kelebihan muatan negatif satu, (b). terjadinya substitusi isomorf dari posisi Al yang bermuatan 3+ pada struktur liat Al-oktahedron oleh Mg yang bermuatan 2+, juga terjadi muatan negatif satu, dan (c). terjadi substitusi isomorf dari posisi Al yang bermuatan 3+ dari hasil substitusi isomorf terdahulu pada lempeng liat Si-tetrahedron yang telah bermuatan neatif satu, digantikan oleh Mg yang bermuatan 2+, maka terjadi lagi penambahan muatan negatif satu, sehingga terbentuk muatan negatif dua pada lempeng liat Si-tetrahedron tersebut. Muatan negatif yang terbentuk ini tidak dipengaruhi oleh terjadinya perubahan pH tanah. KTK tanah yang terukur adalah KTK muatan permanen.

b.KTK Muatan Tidak Permanen
KTK muatan tidak permanen atau KTK tergantung pH tanah adalah jumlah kation yang dapat dipertukarkan pada permukaan koloid liat dengan sumber muatan negatif liat bukan berasal dari mekanisme substitusi isomorf tetapi berasal dari mekanisme patahan atau sembulan di permukaan koloid liat, sehingga tergantung pada kadar H+ dan OH- dari larutan tanah.


2.4 Pertukaran Kation

REAKSI PERTUKARAN KATION

Reaksi pertukaran kation juga melibatkan H+ sehingga istilah “Pertukaran Kation”  lebih tepat daripada “Pertukaran Basa”. Kation yang terjerap dapat ditukar oleh kation lainnya, dan proses ini dinamakan sebagai PERTUKARAN KATION. Reaksi pertukaran ini berlangsung secara instant.

Ca – Tanah  +   2NH4+         à     (NH4)2  - Tanah   +  Ca2+

Jerapan dan pertukaran kation ini mempunyai arti penting di dalam serapan hara oleh tanaman, kesuburan tanah, retensi hara dan pemupukan. Kation yang terjerap biasanya tersedia untuk tanaman dengan menukarkannya dengan ion H+ hasil respirasi akar tanaman.

Hara yang ditambahkan ke dalam tanah melalui pemupukan akan diikat oleh permukaan koloid tanah dan dapat dicegah dari pelindian, sehingga dapat menghindari kemungkinan pencemaran air tanah (ground water).

KAPASITAS PERTUKARAN KATION (KPK)

KTK atau Cation Exchange Capacity (CEC) merupakan kapasitas tanah untuk menjerap atau menukar kation. Biasanya dinyatakan dalam miliekuivalen/100 g tanah atau me %, tetapi sekarang diubah menjadi cmolc/kg tanah (centimoles of charge per kilogram of dry soil

Nilai KTK tanah bervariasi bergantung kepada tipe and jumlah koloid di dalam tanah. Pada umumnya KTK koloid tanah adalah sebagai berikut:

Koloid Tanah    KPK  (me %)
Humus    200
Vermikulit    100-150
Montmorilonit    70-95
Illit    10-40
Kaolinit    3-15
Seskuioksida    2-4

DAYA MENUKAR KATION

Kation yang berbeda mempunyai kemampuan untuk menukar kation yang teradsorpsi. Ion divalen biasanya dijerap lebih kuat dan lebih sulit ditukar daripada ion monovalen.
Ion Ba2+ dan NH4+ :

Ba2+  terjerap kuat oleh koloid tanah, tetapi daya penukarannya lemahà Pertukaran kation menggunakan Ba < jumlah Ba yang dijerap

NH4+ terjerap lebih lemah daripada Ba, tetapi daya penukarannya kuat à Pertukaran kation menggunakan NH4+  > jumlah NH4+  yang dijerap

KTK EFEKTIF (CECe)

FIKSASI (SEMATAN) KATION

Dalam kondisi tertentu kation yang teradsorpsi terikat secara kuat oleh lempung  sehingga tidak dapat dilepaskan kembali oleh reaksi pertukaran. Kation ini disebut KATION YANG TERFIKSASI  atau TERSEMAT

Walaupun sembarang kation dapat mengalami fiksasi, tetapi yang paling penting adalah fiksasi K+ dan NH4+ yang terjadi dengan mekanisme yang sama.

Lapisan (lattice) lempung yang mengembang mempunyai lubang sebesar 1,40 Ǻ pada permukaan intermiselar nya. K+ atau NH4+  memasuki ruang intermiselar ini, ion tersebut terperangkap didalam lapisan lempung. Ion tersebut menjadi tidak tertukar (NON EXCHANGEABLE) atau terfiksasi

Mineral lempung yang banyak meyumbang fiksasi K+ dan NH4+  antara lain : mika, illit, montmorilonit, dan vermikulit. Permikutit, zeolit, feldspar dan glaukonit juga diduga dapat mefiksasi K. Ada pendapat bahwa mineral dengan muatan interlayer yang kuat dan mempunyai zona (wedge zone) yang mempunyai selektifitas tinggi terhadap K akan banyak memfiksasi K 

K yang terfiksasi dapat dilepaskan kembali dan menjadi tersedia untuk tanaman. Adanya asam humat dan asam fulvat di dalam tanah dapat mempercepat proses tersebut. Tisdale dan Nelson (1975) berpendapat bahwa fiksasi K merupakan poses konservasi di alam. Fiksasi K penting di dalam tanah pasiran untuk mencegah dari pelindian. Pemupukan K+ dan NH4+ yang  terus menerus dapat menurunkan fiksasi K.


























III. KESIMPULAN


Adapun kesimpulan yang diperoleh dari pembuatan makalah ini adalah
1.    Kapasitas Tukar Kation (KTK) atau Cation Exchangable Cappacity (CEC) merupakan salah satu sifat kimia tanah yang terkait erat dengan ketersediaan hara bagi tanaman dan menjadi indikator kesuburan tanah
2.    Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi kapasitas tukar kation yaitu tekstur, bahan organik dan humus, jenis liat, dan pH tanah
3.    Kapasitas tukar kation rekasinya lebih mudah pada ion monovalen dibanding ion divalen.
4.    Kapasitas tukar kation dibedakna menjadi 3 yaitu KTK koloid anorganik atau dikenal sebagai KTK liat tanah, KTK koloid organik atau dikenal sebagai KTK bahan organik tanah, dan KTK total atau KTK tanah.
5.    Humus memiliki KTK koloid tanah yang paling tinggi