Viii. Batuan Dan Mineral (bahan Geologi) Sebagai Amelioran

Ditulis oleh: Tim Pengampu MK Agrogeologi PS Geologi, Fakultas Sains dan Teknik, UNSOED

Amelioran tanah adalah bahan organik ataupun anorganik, sintetis ataupun alami yang diberikan ke tanah untuk memperbaiki tanah pada zona perakaran shg, pertumbuhan tanaman baik Anorganik Buatan

Organik alami

Buatan

alami

memperbaiki tanah pada zona perakaran [Sifat fisika, kimia, dan hayati tanah] 

Contoh: kompos, bahan kandang, bahan hijau, bahan organik tanah (humus), bahan kapur, dll.

Pupuk adalah bahan organik ataupun anorganik, sintetis ataupun alami yang diberi-kan ke dalam tanah untuk menambahkan unsur hara (nutrisi) Anorganik Buatan

Organik alami

Buatan

alami

menambahakan unsur hara (bagian dari sifat kimia tanah)

Contoh: Urea, ZA, SP18, SP36, pupuk organik, dll. Tidak setiap bahan anorganik dan organik adalah pupuk Pupuk harus mengandung unsur hara minimum pada kadar tertentu ditentukan oleh peraturan (aspek hukum)

1. Sifat fisika, Sifat Kimia , dan hayati tanah a. Sifat fisika tanah: kadar air, struktur, permeabilitas, aerasi, kapasitas memegang air, drainase, erodibilitas (kepekaan thd erosi) b. Sifat Kimia tanah: pH, KPK, DHL, Retensi fosfat c. Sifat hayati tanah: jumlah koloni mikroba/g

Sifat fisik(a ) tanah

Sifat kimia tanah

1. Warna tanah

1. Kapasitas Pertukaran Kation

2. Tekstur tanah

2. Reaksi tanah

3. Struktur tanah

3. Kejenuhan basa

4. Konsistensi tanah

4. Reduksi-oksidasi

5. Kadar air

5. Kegaraman (salinity) dan sodisitas (sodicity)

6. Kerapatan lindak (Bulk Density)

6. Kandungan unsur kimia (unsur hara + non-unsur hara)

7. Kerapatan zarah (Particle Density)

7. Kandungan Bahan Organik Tnh.

8. Kesarangan tanah (porosity)

8. Kandungan mineralog tanah

9. Pelulusan air (permeability)

9. Kapasitas penyematan Fosfat

10. Kematangan tanah 11. Kemantapan agregat 12. Jeluk (depth) tanah

1. Salpeter (KNO3)  garam basa 2. Batu fosfat alam  Apatit  garam basa 3. Guano  garam basa 4. Potash = Silvit (KCl) garam netral 5. K-silikat  mika, glauconit, fonolit  garam basa. 6. zeolit  garam basa, penukar ion 7. FeS2  garam asam 8. Gipsum  garam netral 9. Min. silikat dan  garam basa

D. Sifat mineral

3. Specific gravity

8. Radioactive 9. Cleavage 10. Crystal form 11. Magnetism

4. Hardness

12. Fluorescent

5. Fracture

13. Diaphaneity

6. Luster

14. Taste

1. Color 2. Cerat Streak

7. Effervescence

15. Reaksi to HCl

1. Ukuran kehalusan 2. pH abrasi 3. Daya hantar listrik (DHL) 4. CaCO3 setara = nilai penetralan (NP) = neutralizing value (NV) 5. Komposisi mineralogi 6. Komposisi kimia  kandungan hara tanaman 7. Nilai kemasaman total (total accidity) 8. Kelarutan dalam air 9. Retensi terhadap fosfat 10. KTK

Tabel 34. Beberapa sifat serbuk batu beku dan kalsit (<0,05 mm) Jenis Amelioran

pH DHL Alkalinita pHNaF Retens CaCO3 s abarasi (1:2,5) Setera i 1N* (me%) (1:2,5) (μS/cm) (1:50) Fluorid (me%) a (me%)

Kation Basa larut pada 10-3 M HCl --------------- (me%) ------------Ca

Mg

K

Na

Retensi P (%)

Ntotal (%)

KPK (me%)

Ptotal

POlsen

(ppm P2O5)

Dasit

9,11

293

30,94

9,9

30,94

30,83

2,02

5,64

0,42

4,04

40,0

tt

3,6

100

tt

Andesit

9,43

154

46,98

9,6

46,98

178,33

2,02

4,10

0,42

1,65

31,0

tt

2,0

270

tt

Lava Merapi

9,20

97

38,31

9,6

38,31

104,16

3,03

2,31

0,67

1,65

33,9

tt

0,8

320

tt

Basal

8,92

216

49,19

10,0

49,19

225,00

4,04

8,47

0,72

2,39

73,2

tt

3,1

250

tt

Serpentinit

7,88

174

23,75

8,2

23,75

289,17 1,01

7,70

0,63

0,36

28,4

tt

1,4

38

tt

Kalsit

9,04

62

0,40

td

td

td

td

99,5

tt

td

td

tt

0

2.007,0

td

Keterangan: tt = tidak terukur; td = tidak diukur; me% = cmol(+)/kg; * = diukur pada akhir menit ke 4 Sumber: Ismangil (2009)

Penggunaan mineral pertanian paling banyak ditujukan pada perbaikan sifat kimia tanah. Mineral pertanian:  bentuk padat dan keras dan  garam basa dan garam netral  sebagian besar kelarutannya rendah.

Agar bisa memerbaiki sifat kimia tanah dengan efektif, maka mineral pertanian dihaluskan. Makin halus ukuran, makin besar luas permukaan/satuan berat, maka makin meningkat reaksi yang terjadi dipermukaan (hidrolisis, kompleksolisis, hidratasi, pertukaran ion, pelarutan, oksidasi reduksi, dll.) Biasanya ukuran yang ekonomis antara 80-100 mesh.

Sumber: Birkeland, (1974)

Mineral

Formula

pH abrasi

SILIKAT Aktinolit Ca2(Mg, Fe)5O22(OH)2 Diopsit CaMg(SiO3)2

11 10; 11

Olivin (Mg, Fe)2SiO4

10; 11

Tremolit Ca2Mg5Si8O22

10; 11

Augit Ca(Mg, Fe, Al) (Al,Si)2O6 Hornblende (Ca, Na)2(Mg, Fe, Al)5(Al, Si)8O22(OH)2 Leucit KAlSi2O6 Albit NaAlSi3O8 Aegerin (Na, Ca)(Fe, Al, Mg)Si2O6

Oligoklas Ab90-70An10-30 Talk Mg3Si4O10(OH)2 Antofilit (Mg, Fe)7Si8O22(OH)2 Biotit K(Mg, Fe)3(Al, Si3)O10(OH)2 labradorit Ab50-30An50-70

10 10 10 9; 10 9

9 9 8; 9 8; 9 8; 9

Mineral

Formula

Mikrolin KAlSi3O8

pH abrasi 8;9

Anortit CaAl2Si2O8

8

Hypersten (Mg, Fe)3Si2O6

8

Muskovit KAl2(Al, Si3)O10(OH)2

7;8

Ortoklas KAlSi3O8

8

Andalusit Al2SiO5 Monmorillonit AlSi4O10(OH)2.nH2O

7 6; 7

Haloisit Al2Si2O5(OH)4.nH2O

6

Kaolinit Al2Si2O5(OH)4

5; 7

OKSIDA Boehmit AlO(OH)

6; 7

Gibbsit Al(OH)3

6; 7

Kuarsa SiO2 = Si2O4 = Si3O6 =Si4O8 = [SinO2n]

6; 7

hematit Fe2O3

6

Mineral

Formula

pH abrasi

KARBONAT Magnesit MgCO3

11, 10

Dolomit Ca, Mg (CO3)2

9,10

Aragonit CaCO3

8

Kalsit CaCO3

8

Siderit FeCO3

Sumber: Steven dan Carron (1948)

5,7

pH abarasi batu Kehalusan (mm)

Dasit

Andesit

Lava Merapi

Basal

Serpentinit

<0,05 (270 mesh)

9,10

9,44

9,20

8,92

7,88

0,05-0,25

8,79

8,37

9,16

8,89

7,54

8,70

8,59

8,65

8,67

7,37

(60-270 mesh)

0,25-0,50 (60-35 mesh)

Sumber: Ismangil (2009)

Daya Hantar Listrik (DHL) batu Kehalusan (mm)

Dasit

Andesit

Lava Merapi

Basal

Serpentinit

(uS/cm) <0,05 (270 mesh)

292,7

153,6

97,0

215,6

174,0

0,05-0,25

188,7

103,34

91,7

143,3

151,0

117,7

84,o0

56,3

98,0

99,7

(60-270 mesh)

0,25-0,50 (60-30 mesh)

Sumber: Ismangil (2009)

Ca terekstrak asam oksalat 0,001 M Kehalusan (mm)

Dasit

Andesit

Lava Merapi

Basal

Serpentinit

(cmol(+)/kg) <0,05 (270 mesh)

1,24

2,83

2,87

4,42

2,54

0,05-0,25

0,94

0,97

0,93

2,46

0,95

0,58

0,95

0,48

0,92

0,48

(60-270 mesh)

0,25-0,50 (60-35 mesh)

Sumber: Ismangil (2009)

Mg terekstrak asam oksalat 0,001 M

Kehalusan (mm)

dasit

andesit

Lava Merapi

Basal

serpentinit

(cmol(+)/kg) <0,05 (270 mesh)

3,78

7,06

9,61

4,94

25,63

0,05-0,25

2,33

4,54

7,89

3,16

21,33

1,58

2,96

7,16

1,59

16,79

(60-270 mesh)

0,25-0,50 (60-35 mesh)

Sumber: Ismangil (2009)

Sumber: Havlin et al. (2005)

Takaran dan jenis amelioan

pH H2O (1:5)

6,0 5,0

0,00 persen 1,25 persen 2,50 persen 5,00 persen 7,50 persen 10,0 persen

Andesit 7,0

pH H2O (1:5)

..

7,0

0,00 persen 1,25 persen 2,50 persen 5,00 persen 7,50 persen 10,0 persen

Dasit

6,0 5,0 4,0

4,0 0

10

20

0

30

10

30

w aktu simulasi (hari)

w aktu simulasi (hari)

7,0 6,0 5,0

0,00 persen 1,25 persen 2,50 persen 5,00 persen 7,50 persen 10,0 persen

Serpentinit 7,0

pH H2O (1:5)

0,00 persen 1,25 persen 2,50 persen 5,00 persen 7,50 persen 10,0 persen

Basal

6,0 5,0 4,0

4,0 0

10

20

0

30

10

20

30

w aktu simulsi (hari)

w aktu simulasi (hari)

0 1 2 4 5 3

Kalsit

pH H2O (1:5)

pH H2O (1:5)

20

7,0 6,0 5,0 4,0 0

10

20

w aktu simulasi (hari)

30

t/ha t/ha t/ha t/ha t/ha t/ha

Tabel 11. Komposisi kimia (oksida) dan mineral dasit, andesit, lava Merapi, basal, dan serpentinit Oksida/mineral (%) Jenis batu

SiO2

Fe2O3

Al2O3

CaO

MgO

Na2O

K2O

TiO2 P2O5

MnO

LOI+

Jum.

DASIT

71,6

1,70

14,78

1,06

1,47

6,35

0,61

0,22

0,026

1,54

99,58

0,09

albit (54,79%), anortit (4,76 %), ortoklas (3,68%); hipersten (3,37%), diopsit (0 %), olivin (0%) kuarsa (28,74%), magnetit (0), ilmenit (0,06%), dan apatit (0,22%). I ndek Diferensiasi = 83,52

ANDESIT 51,60 9,55 18,15 8,83 4,67 3,48 1,44 1,25 0,47 0,155 0,20 99,40 albit (29,56%), anortit (29,77%), ortoklas (8,54%); hipersten (9,00%), diopsit (5,77%), olivin (0%) kuarsa (3,69%), magnetit (0%), ilmenit (0,33%), dan apatit (1,22%). Indek Diferensiasi = 33,25 LAVA MRAPI 57,71 6,46 20,86 7,81 1,27 3,30 2,05 0,39 1,14 0,05 0,18 100,71 albit (36,38%), anortit (28,84%), ortoklas (12,12%); hipersten (2,28%), diopsit (1,19%), olivin (0%), kuarsa (9,97%), magnetit (0%), ilmenit (0,65%), dan apatit (2,70%). Indek Diferensiasi = 46,35 BASAL 49,35 10,33 15,09 9,01 4,03 3,11 2,22 1,20 0,36 0,135 3,89 98,73 albit (26,31%), anortit (20,66%), ortoklas (13,12); hipersten (4,12%),diopsit (18,05%), olivin (6,60%) , kuarsa (0%), magnetit (2,84%), ilmenit (2,29%), dan apatit (0,85%). Indek Diferensiasi = 26,31 SERPENTINIT

38,21 7,63 0,58 0,09 36,92 0,04 0,01 1,25 0,47 0,096 16,35 99,93 albit (0,40%), anortit (0,46%), ortoklas (0,44%); hipersten (41,02%), diopsit (0 %), olivin (48,33) , kuarsa (0 %), magnetit (0,31%), ilmenit (0,04%), dan apatit (0,03 %). Indek Diferensiasi = 0,40

Sumber : Ismangil (2009)

Mineral

Kelarutan (mol/L)

Pengatur pelarutan

Apatit

2x10-8

Reaksi permukaan

Ortoklas

3x10-7

Reaksi permukaan

Albit

6x10-7

Reaksi permukaan

BaSO4

1x10-5

Reaksi permukaan

Kalsit

6x10-5

Reaksi permukaan

Opalin

2x10-3

Reaksi permukaan

Gipsum

5x10-3

Transport

KCl

4x100

Transport

NaCl

5x100

Transport

MgCl2.6H2O

5x100

Transport

Na2SO4.10H2O

2x10-1

Transport

Na2CO3.10H2O

3x100

Transport

Sumber: Berner (1980)

Mineral

Sumber:

Retensi Fosfat

Retensi Fluorida

Terima kasih

Tabel 34. Beberapa sifat serbuk batu beku dan kalsit (<0,05 mm) Jenis Amelioran

pH abarasi (1:2,5)

DHL Alkalinitas pHNaF Retensi CaCO3 (me%) (1:2,5) Fluorid Setera 1N* (μS/cm) (1:50) a (me%) (me%)

Kation Basa larut pada 10-3 M HCl --------------- (me%) ------------Ca

Mg

K

Na

Retensi P (%)

Ntotal (%)

KPK (me%)

Ptotal

P-Olsen

(ppmP2O5)

Dasit

9,11

293

30,94

9,9

30,94

30,83

2,02

5,64

0,42

4,04

40,0

tt

3,6

100

tt

Andesit

9,43

154

46,98

9,6

46,98

178,33

2,02

4,10

0,42

1,65

31,0

tt

2,0

270

tt

Lava Merapi

9,20

97

38,31

9,6

38,31

104,16

3,03

2,31

0,67

1,65

33,9

tt

0,8

320

tt

Basal

8,92

216

49,19

10,0

49,19

225,00

4,04

8,47

0,72

2,39

73,2

tt

3,1

250

tt

Serpentinit

7,88

174

23,75

8,2

23,75

289,17 1,01

7,70

0,63

0,36

28,4

tt

1,4

38

tt

Kalsit

9,04

62

0,40

td

td

td

td

99,5

tt

td

td

tt

0

2.007,0

td

Keterangan: tt = tidak terukur; td = tidak diukur; me% = cmol(+)/kg; * = diukur pada akhir menit ke 4 Sumber: Ismangil (2009)