Keasaman Dan Alkalinitas Tanah

Manis dan asam merupakan istilah lama yang digunakan untuk menggambarkan kualitas tanah, dimana mengingatkan kita akan seorang petani (pengguna lahan) yang mengambil segenggam tanah untuk dirasakan apakah kemanisannya atau keasamannya.  Manis dan asam merupakan istilah sederhana  yang menunjukkan reaksi tanah atau pH tanah.  Manis seringkali dikonotasikan dengan basa (akalinitas), sedangkan asam diistilahkan asam (asiditas).  Apakah reaksi tanah itu dan bagaimana pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman dan bagaimana mereklamasinya akan dijelaskan pada bab ini.

KEASAMAN TANAH

Kira-kira 25 – 30 % tanah-tanah di dunia ini bersifat asam dan mewakili beberapa wilayah penghasil pangan yang terpenting.  Penyebab keasaman tanah di berbagai daerah berbeda-beda tergantung kepada beberapa hal.  Untuk mengetahui penyebab keasaman tanah maka di bawah ini dijelaskan beberapa sumber keasaman tanah.

1. Sumber Keasaman Tanah
    a.  Presipitasi (Hujan)

Seperti telah dijelaskan diatas bahwa air dalam keseimbangan dengan CO2 di atmosfer mempunyai pH ~ 5,6.  pH hujan bervariasi dari daerah satu ke daerah lainnya tergantung kepada aktivitas industri di daerah tersebut dan banyaknya polutan yang masuk ke atmosfer.  Pollutan utama di atmosfer adalah gas SO2, NH3 dan NOx termasuk NO (nitrit oksida), NO2 (nitrogen dioksida) dan N2O (nitrous oksida). Sumber gas NOx global termasuk juga pembakaran bahan bakar fosil (40%), pembakaran biomass (22%), pemanasan (15%), aktivitas mikrobia tanah (15%) dan oksidasi kimia dari NH3 (8%).

Kira-kira 50 % dari emisi gas SO2 global berasal dari anthropogenic, terutama yang berhubungan dengan pembakaran batu bara untuk menghasilkan listrik dan emisi industri yang lain ( seperti pabrik baja dll).  Sisa 50 % dari emisi SO2 disebabkan oleh proses alami termasuk produksi biogenic laut (20%), aktivitas vulkano (10%), emisi dari tanah, tanaman dan hewan (10%), angin yang mengangkut debu (6%), kawasan pantai dan sumber biogenic lahan-lahan basah (2) dan pembakaran biomass (2%).

Emisi gas NH3 juga bervariasi tergantung kepada kondisi daerahnya.  Emisi NH3 disebabkan oleh beberapa hal antara lain produksi peternakan yang menghasilkan kotoran ternak termasuk pupuk kandang yang diaplikasikan ke lahan pertanian (65-75 %), 10 – 15 % dari aplikasi pupuk dan sisanya dari sumber industri.  Besarnya persentase ini terjadi di Amerika utara dan Eropah.  Di Indonesia belum ada data yang pasti penyebab emisi gas NH3. 

Gas-gas tersebut di atas akan mengalami reaksi oksidasi dan hidrolisis (bereaksi dengan O2 dan H2O) menghasilkan NH4+ dan H+.  Emisi gas  NH3 tidak menimbulkan kemasaman bila bergabung dengan H2O seperti reaksi di bawah ini :

Ion basa (OH-) yang dihasilkan menetralisir asam-asam yang dihasilkan dari emisi NOx dan SO2.  Namun bila NH4+ masuk ke dalam tanah, mikroorganisme tanah akan mengkonversinya menjadi NO3- yang menghasilkan ion H+ melalui reaksi :

Sedangkan bila SO2 masuk ke atmosfer maka reaksi asam akan dihasilkan :

  b.  Bahan Organik Tanah

Ketika mikroorganisme tanah mendekomposisi bahan organik tanah, mereka akan melepaskan CO2 yang secara cepat bereaksi dengan H2O menghasilkan H+ dan HCO3-.  Dekomposisi residu organik dan respirasi akar meningkatkan jumlah  CO2 di dalam udara tanah 10 kali lebih besar daripada di CO2  atmosfer .  Selain itu mikroorganisme juga menghasilkan asam-asam organik melalui reaksi :

 

Jenis residu yang ditambahkan  mempengaruhi jumlah asam yang dihasilkan.  Sebagai contoh residu dari hutan pinus menghasilkan lebih banyak asam di dalam tanah di bawah hutan yang selalu berganti daun setiap tahunnya atau padang rumput.  Bahan organik tanah juga mengandung gugus karboksilat dan fenol yang bersifat sedikit asam karena melepaskan H+.  Kandungan bahan organik tanah bervariasi dengan lingkungan, vegetasi dan jenis tanah.  Sehingga kontribusinya terhadap kemasaman tanah juga bervariasi.  Pada tanah gambut dan tanah mineral yang mengandung banyak bahan organik, asam-asam organik yang dilepaskan sangat memberikan kontribusi terhadap kemasaman tanah.