SDA Tanah (2)

Fenomena Alam di dalam Tanah yang Luar Biasa

(2)

 

 

Sebenarnya yang menakjubkan bukan unsur hara (kation dan anion tersebut) tetapi terjadinya proses pertukaran, yang melibatkan luas permukaan tanah atau mineral. Tanah yang mengandung mineral klei, terus kita bersihan atau murnikan sehingga hanya terdapat klei saja, dan kita lihat dengan pembesaran ratusan ribu kali hingga dapat melihat pada ukuran partikel dengan satuan mm (mikro meter). Contoh klei kelompok Kaolinit secara mikroskopis dapat dilihat pada Gambar di bawah. Berdasarkan gambar tersebut menunjukkan bahwa klei Kaolinit di dalam tanah tersusun atas berlembar-lembar. Tidak seperti yang kita banyangkan sebelumnya kan? Kharakteristik bentuk, besar, dan lembaran antar kelompok klei (mineral tanah) berbeda-beda di dalam tanah, seperti disajikan dalam table di atas. Anda dapat melihat gambar detailnya dan membedakan tipe-tipe klei melalui alamat webmineral.com. 

http://webmineral.com/specimens/index.php

Mineral klei ini mempunyai luas permukaan luar sekitar 1.000 kali lebih besar dibandingkan dengan partikel pasir untuk berat yang sama. Berdasarkan gambar tersebut, menunjukkan bahwa luas permukaan dalam jika diukur akan jauh lebih besar dibandingkan dengan luas permukaan luarnya, karena berbentuk tumpukan lembaran-lembaran yang sangat banyak. Jarak antar lembar sekitar 10A (amstrong), sehingga air dan unsur hara bisa terletak di antara lembaran tersebut. Luas permukaan klei ini merupakan gudang penyimpanan unsur hara tanaman untuk tanaman dan mikroorganisme di dalam tanah. Klei bisa menyimpan unsur hara karena mempunyai muatan, sehingga unsur hara dalam bentuk kation atau anion dapat diikat secara ionik atau kovalen (Tabel di atas).

Kaolinite Al₂Si₂O₅(OH)₄

Jarak antar lembar atau lapisan mineral klei akan lebih jelas, seperti digambarkan pada gambar di atas. Berdasarkan gambar tersebut ternyata masing-masing lembar tersebut disusun oleh lapisan tetrahedral (SiO₄) sehingga sering disebut lapisan silikat dan lembar oktahedral (Al₂O₆) atau sering disebut lapisan alumunium. Unsur hara dan air terdapat di antara lembar-lembar yang disusun oleh lapisan silikat dan lapisan alumunium. Unsur hara di antara lembaran ini yang disimpan atau yang dipertukarkan, yang akhirnya dapat dikatakan sebagai gudang penyimpanan unsur hara. Selanjutnya proses pertukaran unsur hara (kation dan anion) antara permukaan mineral tanah dengan larutan tanah digambarkan seperti gambar di bawah. Berdasarkan gambar di bawah menunjukkan bahwa lembaran-lembaran aluminium tersebut mempunyai muatan negatif sehingga dapat menarik muatan positif (kation), seperti Ca⁺², K⁺, Na⁺, dan Mg⁺². Berdasarkan gambar tersebut juga menunjukkan bahwa kation-kation di dalam tanah, khususnya dalam larutan tanah ternyata tidak bebas, akan tetapi dikelilingi oleh molekul air. Jumlah molekul air untuk masing-masing kation berbeda-beda. Hayoo… berapa untuk masing-masing kation tersebut dan mengapa berbeda-beda?

Lebih detail dari gambar tersebut menunjukkan bahwa adanya lembar mineral klei di dalam tanah menciptakan lapisan yang kompak dan bermuatan (negatif) yang selanjutnya disebut lapisan stern. Adanya muatan negatif tersebut akan menarik muatan-muatan berlawanan, dalam hal ini adalah kation untuk mendekat. Makin dekat lapisan stern makin banyak kation yang ditarik atau diikat secara ionik (elektronik) karena gayanya tariknya makin kuat, sehingga makin jauh dari lapisan stern makin sedikit kation yang ditarik dan akhirnya setimbang. Kation-kation yang ditarik oleh lapisan stern ini menciptakan lapisan juga dengan karakteristik seperti dijelaskan di atas dan disebut sebagai lapisan difus. Kedua lapisan ini selalu ada pada mineral klei yang jumlahnya luar biasan banyak dan luar biasa luasnya, sehingga kalau dibayangkan lingkungan tanah tersebut akan luar biasa kejadian-kejadiannya atau reaksi-reaksinya. Ingat berdasarkan table di atas, luas permukaan luar smektit dalam satu gram seluas 150m² atau setara luas tanah tipe rumah 45 atau bahkan 70. Ini belum memperhitungkan luas permukaan dalam yang besarnya jauh lebih luas.

Lapisan ganda listrik

Apabila berdasarkan pengukuran luas total klei sebesar 7,4 x 10⁶ cm².g^-1, maka coba hitung pertanyaan berikut.

1. Berapa g klei (tipe dapat dilihat pada table) luas permukaan luarnya setara dengan luas lapangan sepak bola (120 x 90 m²)?

2. Berapa g tanah yang mengandung klei 40% (tipe dapat memilih pada table) yang luasnya sama dengan 1 ha?

3. berdasarkan table di atas, berapa cmolc.kg^-1 tanah 50 kg yang mengandung 35% kaolinit?

Selamat mengerjakan….