ALUMINIUM TERADSORPSI TANAH DENGAN ASAM SITRAT DAN OKSALAT

PENURUNAN ALUMINIUM TERADSORPSI PADA TANAH ASAM DENGAN ASAM SITRAT DAN OKSALAT

Kelarutan aluminium tanah mineral asam pada umumnya tinggi sehingga menyebabkan keracunan pada tanaman. Berbagai usaha telah dilakukan untuk mengurangi kelarutan Al dalam tanah asam seperti pengapuran atau pemberian gipsum. Asam organik sebagai bagian dari bahan organik merupakan salah satu alternatif untuk mengurangi kelarutan Al dalam tanah. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui penurunan Al teradsorpsi dalam tanah asam akibat pemberian asam sitrat dan oksalat dan untuk mengetahui perubahan pH tanahnya. Dalam penelitian ini, tanah yang digunakan adalah Ultisol pada kedalaman 0-20 cm. Sebelum pecobaan dilakukan, tanah tersebut dijenuhi Al. Tanah jenuh Al tersebut kemudian diperlakukan dengan asam sitrat atau oksalat dengan dosis 0, 100, 200, 300, dan 400 mg/kg tanah. Masing-masing perlakuan diulang 3 kali. Setelah perlakuan, tanah tersebut kemudian dianalisis kadar Al teradsorpsi dan pH tanahnya. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa asam sitrat dan oksalat mampu menurunkan Al teradsorpsi tanah asam masing-masing sampai sebesar 10,1% dan 15,6% untuk dosis tertinggi. Kedua asam tersebut juga dapat meningkatkan pH tanah sampai batas-batas tertentu, dengan peningkatan sampai 6 % pada dosis sekitar 300 mg/kg. Walaupun perbedaannya sedikit sekali, asam oksalat mampu menurunkan Al teradsorpsi dan meningkatkan pH tanah lebih efektif daripada asam sitrat. Implikasi praktis penelitian ini adalah bahwa pemberian bahan organik pada tanah asam dapat memberikan keuntungan ganda yaitu peningkatan hara tanaman dan pengurangan kelarutan Al dalam tanah.

ABSTRACT

High solubility of aluminum in acid soils often causes Al toxicity to plant growth. Liming and gypsum application has been used to reduce Al solubility in acid soils. Organic acid has also been used as one of alternatives to reduce Al toxicity to plant. The objectives of this experiment were to evaluate the effects of citric and oxalic acids on the reduction of Al adsorption by acid soil and to investigate their effects on the changes of soil pH. Soil used in this experiment was Ultisol collected from depth of 0-20 cm. The soil was saturated with Al. Aluminum saturated soil, then, was treated with either citric or oxalic acids with dozes of 0, 100, 200, 300, 400 mg/kg of soil. The treatments were replicated 3 times. After treatment, the soil was analyzed for Al adsorption and soil pH. The result of the experiment showed that at the highest doze, citric and oxalic acids reduced 10.1% and 15.6% Al adsorption, respectively. Both acids also increased soil pH. Although the differences were not significant, oxalic acid was more effective in reducing Al adsorption and increasing soil pH than citric acid. Practical implication of this experiment is that application of organic matter to acid soils both increases plant nutrition and reduces Al solubility in soil.

PENDAHULUAN

Masalah utama pada tanah asam adalah tingkat kelarutan aluminium (Al) yang tinggi dalam larutan tanah. Kelarutan yang tinggi ini menyebabkan keracunan tanaman. Hasil penelitian Muktamar (1989) menunjukkan bahwa 90% sumber keasaman tanah adalah Al dapat terhidrolisis. Hue dan Adams (1986) melaporkan bahwa kelarutan Al sebesar 9,25 mmol/l atau lebih dapat menimbulkan kematian akar tanaman kapas. Sementara Wright (1989) mengatakan bahwa kadar Al dalam larutan tanah sebesar 1 ppm akan mengakibatkan penurunan hasil tanaman kedelai.

Usaha untuk mengurangi kelarutan Al yang tinggi pada tanah asam telah banyak dilakukan diantaranya dengan pengapuran atau aplikasi gipsum kedalam tanah. Asam organik dapat digunakan sebagai salah satu alternatif dalam mengurangi kelarutan Al dalam tanah asam seperti diindikasikan dalam penelitian Candra (1996) yang menunjukkan adanya penurunan Al dapat ditukar akibat pemberian bahan organik.

Berbagai asam organik seperti sitrat, malonat, tartarat, oksalat, humat, fulvat dan lain-lain dapat mengikat secara kuat Cu, Zn, Pb atau logam berat lainnya. Hasil penelitian Tan dan Binger (1986) menunjukkan bahwa beberapa asam organik mampu mengikat Al, membentuk senyawa kompleks (organo-metalic complex) yang sukar larut. Gugus yang berperan dalam pembentukan kompleks tersebut adalah gugus fungsional seperti karboksil, hidroksil, dan fenol dari asam organik (Hue dan Adams, 1986). Setiap asam organik mempunyai jumlah dan jenis gugus yang berbeda-beda , sehingga masing-masing asam organik mempunyai kemampuan yang berbeda dalam mengurangi kelarutan Al.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui penurunan Al teradsorpsi dalam tanah asam akibat pemberian asam sitrat dan oksalat dan untuk mengetahui perubahan pH tanahnya.

METODE PENELITIAN

Penelitian ini menggunakan tanah Ultisol (Podsolik Merah Kuning) dengan kedalaman 0-20 cm dari lahan Percobaan Fakultas Pertanian Universitas Bengkulu. Tanah tersebut kemudian dikering-anginkan, ditumbuk dan diayak dengan ayakan berdiameter 0,5 mm. Kadar lengas kering angin tanah sebesar 11,9%.

Tanah tersebut kemudian dijenuhi Al. Setiap 50 g tanah dimasukkan kedalam erlenmeyer 500-ml, kemudian ditambahkan 150 ml AlCl3.6H2O 0,3M. Suspensi tanah tersebut selanjutnya dikocok dengan menggunakan ‘rotary shaker’ selama 15 menit. Setelah diinkubasikan selama 1 jam, suspensi dikocok kembali selama 15 menit dan dicuci dengan aquades sebanyak 500 ml untuk meminimalkan kadar Cl dalam tanah. Setelah kadar Cl dalam tanah minimal, yang diketahui melalui penambahan 3-4 tetes AgNO3 0,5M pada filtrat dan tidak menimbulkan kekeruhan larutan, tanah tersebut kemudian dikering-anginkan kembali dan diayak dengan ayakan berdiameter 0,5 mm. Tanah jenuh Al ini kemudian digunakan dalam percobaan ini.

Tanah jenuh Al sebanyak 25 g dimasukkan kedalam erlenmeyer 100 ml kemudian ditambahkan asam sitrat atau oksalat masing-masing 2,5; 5,0; 7,5; dan 10,0 mg sehingga dosis asam organik masing-masing 100, 200, 300, dan 400 mg/kg tanah. Kontrol juga digunakan dalam percobaan ini. Masing-masing perlakuan diulang sebanyak 3 kali.

Kedalam setiap erlenmeyer tersebut kemudian ditambahkan aquades sampai mencapai volume 50 ml, selanjutnya dikocok dengan ‘rotary shaker’ selama 15 menit. Setelah suspensi tanah diinkubasi selama 24 jam untuk memberikan kesempatan reaksi dalam tanah, suspensi dikocok kembali selama 15 menit dan disaring dengan kertas saring Whatman 42. Tanah hasil saringan kemudian dikering-anginkan dan diayak dengan ayakan 0,5 mm. Tanah tersebut kemudian dianalisis Al-dd dan pH tanahnya.

Adsorpsi Al dianalisis dengan menggunakan metode yang dikembangkan oleh Thomas (1982), sedangkan pH tanah diukur dengan menggunakan metode elektrometrik dengan perbandingan tanah dan air sebesar 1:2,5.

Data dianalisis statistik menggunakan persamaan regresi untuk melihat efektivitas masing-masing asam organik dalam menurunkan kadar Al dalam tanah dan perubahan pH tanah.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pemberian asam sitrat maupun oksalat secara nyata dapat menurunkan kadar Al teradsorpsi dalam tanah dan sekaligus dapat meningkatkan pH tanahnya (Gambar 1 dan 2). Pemberian asam organik dengan dosis 400 mg/kg tanah mampu menurunkan Al-dd tanah masing-masing sebesar 10,1% dan 15,6% untuk asam sitrat dan oksalat.

Penurunan Al-dd tanah akibat pemberian asam sitrat dan oksalat ini sangat erat hubungannya dengan terbentuknya senyawa kompleks (organo-metalic-complex) yang sukar larut seperti yang diduga oleh Tan dan Binger (1986). Gugus organik yang berperan dalam pembentukan senyawa kompleks tersebut adalah gugus karboksil dari asam organik. Gugus tersebut mengikat ion Al membentuk struktur cincin (Hue dan Adams, 1986). Skema struktur cincin tersebut dapat berbentuk sebagai berikut:

Khelasi ion Al oleh gugus fungsional ini akan mengakibatkan penurunan Al teradsopsi dalam tanah, yang merupakan sumber utama keasaman tanah mineral.

Penurunan kandungan Al-dd tanah menyebabkan peningkatan pH tanah seperti terlihat pada Gambar 2. Peningkatan pH ini berhubungan dengan menurunnya kelarutan Al dalam larutan tanah akibat terkhelasinya ion Al oleh gugus fungsional asam organik. Seperti diketahui bahwa sumber utama keasaman tanah adalah Al teradsorpsi (Muktamar, 1989; Blue dan Dantzman, 1977). Penurunan Al teradsorpsi ini akan mengurangi produksi ion H dalam larutan tanah, sehingga pH tanah meningkat. Dalam penelitian ini, pemberian asam sitrat dan oksalat sebesar 400 mg/kg tanah mampu meningkatkan pH tanah masing-masing sebesar 6%.

Masing-masing asam organik ternyata memberikan efek yang berbeda terhadap penurunan Al maupun peningkatan pH tanah. Pada Gambar 1 dan 2 terlihat bahwa kemiringan (slope) dari garis regresi untuk masing-masing asam organik ternyata berbeda. Hal ini mengindikasikan perbedaan efektivitas dari asam organik. Asam oksalat menyebabkan penurunan Al yang lebih drastis dibandingkan dengan asam sitrat. Hal yang sama terjadi terhadap peningkatan pH tanah. Perbedaan ini berkaitan dengan distribusi atau kedudukan gugus fungsional dari masing-masing asam organik (Hue dan Adams, 1986).

Peningkatan pH tanah pada perlakuan asam oksalat terjadi drastis sampai pada dosis sekitar 300 mg/kg, tetapi kemudian mulai terjadi pendataran (level off) dan kemudian penurunan kembali. Hal yang sama terjadi pada perlakuan asam sitrat, tetapi peningkatannya tidak sedrastis asam yang lain dan pendatarannya terjadi pada dosis diatas 300 mg/kg. Kecenderungan perubahan pH tanah ini berbeda dengan peningkatan Al-dd yang terus meningkat sampai dosis 400 mg/kg baik pada perlakuan asam sitrat maupun oksalat. Hal ini mengindikasikan bahwa walaupun khelasi ion Al oleh gugus fungsional terus terjadi, produksi ion H semakin banyak dengan semakin tingginya dosis asam organik sehingga pH tanah mulai menurun kembali.

KESIMPULAN

Asam organik (sitrat dan oksalat) mampu menurunkan Al-dd tanah asam dan sekaligus meningkatkan pH tanah sampai batas-batas tertentu. Walaupun perbedaannya sedikit sekali, asam oksalat mampu menurunkan Al-dd dan meningkatkan pH tanah lebih efektif daripada asam oksalat. Implikasi parktis dari penelitian ini adalah bahwa penggunaan bahan organik untuk pemupukan tanah asam mempuyai manfaat ganda, disamping peningkatan hara tanaman juga dapat mengurangi kelarutan Al dalam tanah.

DAFTAR PUSTAKA;

• Blue, W.G. dan C.L. Dantzman. 1977. Soil chemistry and root development in acid soils. Proceeding Soil Crop Sci Soc. 36: 9-15.
• Candra, I. 1996. Pemberian Pupuk Kandang Sapi untuk Mengurangi Kelarutan Aluminium pada Tanah Masam dan Pengaruhnya Terhadap Tanaman Kedelai (Glycine max (L.) Merrill). Skripsi. Fakultas Pertanian Universitas Bengkulu (tidak dipublikasikan).
• Hue, G.R.C. and F. Adams. 1986. Effect of organic acids on aluminum toxicity in subsoils. Soil Sci. Soc. Am. J. 50: 28-34.
• Muktamar, Z. 1989. Lime Effects on Soybean and Wheat Growth and on Certain Chemical Properties. Master Thesis. University of Kentucky. (Unpublished).
• Tan, K.H. and A. Binger. 1986. Effects of humic acid on aluminum toxicity in corn plant. Soil Sci. 141: 20-25.
• Thomas, G.W. 1982. Exchangeable Cations. In Methods of Soil Analysis. A.L. Page, R.H. Miller, and D. R Keeney (ed.). ASA Madison WI. P:159-16
• Wright, R.J., 1989. Soil aluminum toxicity and plant growth. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 50-56