Penetapan N-Total tanah

LAPORAN TETAP

ANALISIS TANAH, AIR DAN TANAMAN

PENETAPAN N- TOTAL

SARAH DWI YUSTIANI

05111007112

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

INDRALAYA

2014

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Nitrogen merupakan sumber utama gas bebas di udara yang menempati 78% dari volume atmosfer. Dalam bentuk unsur lain tidak dapat digunakan oleh tanaman. Nitrogen gas harus diubah menjadi bentuk nitrat atau amonium melalui proses-proses tertentu agar dapat digunakan oleh tanaman.

Diantara berbagai macam unsur hara yang dibutuhkan tanaman nitrogen merupakan salah satu diantara unsur hara makro tersebut yang sangat besar peranannya bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Nitrogen memberikan pengaruh besar terhadap perkembangan pertumbuhan. Diantara tiga unsur yang biasa mengandung pupuk buatan yaitu kalium, fosfat, dan nitrogen, rupanya nitrogen mempunyai efek paling menonjol.

Sebagian besar nitrogen dalam tanah didapatkan dalam bentuk organik. Secara relatif hanya sebagian kecil dari nitrogen tanah terdapat dalam bentuk amonium dan nitrat yang merupakan bentuk nitrogen yang tersedia bagi tanaman.

Dalam penetapan N total dengan metode Kjehdahl, nitrogen diubah dalam bentuk amonium, pada destruksi dengan asam sulfat pekat yang mengandung katalis dan zat-zat kimia lainnya yang dapat meningkatkan suhu pada waktu-waktu destruksi. Kemudian amonium ditetapkan dari jumlah amoniak yang dibebaskan pada penyulingan destrat. Bentuk-bentuk nitrogen anorganik yang dapat ditemukan dalam tanah adalah bentuk amonium, nitrat dan nitrit.

Atmosfer terdiri dari 79 % nitrogen ( berdasarkan volume ) sebagai gas padat N₂yang tidak bereaksi dengan unsur-unsur lainnya yang menghasilkan suatu bentuk nitrogen yang dapat digunakan oleh sebagian besar tanaman. Peningkatan penyediaan nitrogen tanah untuk tanaman terdiri terutama dari meningkatnya jumlah pengikatan nitrogen secara biologis atau penambahan nitrogen pupuk.

Nitrogen bila ditinjau dari segi keberadaannya merupakan yang paling banyak mendapat perhatian. Hal ini disebabkan jumlah nitrogen yang terdapat di dalam tanah sedikit sedangkan yang diangkat tanaman berupa panen setiap musim cukup banyak.

Disamping itu, senyawa nitrogen anorganik sangat larut dan mudah hilang dalam air drainase atau alang ke atmosfer. Selanjutnya efek nitrogen terhadap pertumbuhan akan jelas dan cepat. Dengan demikian dari banyak segi jelas bahwa unsur nitrogen ini merupakan unsur yang berdaya besar yang tidak saja unsur yang harus diawetkan juga harus dikendalikan pemakaiannya.

Penetapan N-total tanaman dan beberapa bahan kompleks yang mengandung N sangat sulit. Bahan-bahan yang membantu perubahan N menjadi NH₄adalah garam-garam, biasanya K₂SO₄ yang bertujuan untuk meningkatkan suhu. Selain itu beberapa katalisator seperti selenium, air raksa atau tembaga digunakan untuk merangsang dan mempercepat oksidasi bahan organik.

Nitrogen dalam tanah berasal dari bahan organik tanah, bahan organik halus, N tinggi, C/N rendah, bahan organik kasar, N rendah C/N tinggi. Bahan organik merupakan sumber bahan N yang utama di dalam tanah. Selain N, bahan organik mengandung unsur lain terutama C, P, S dan unsur mikro. Pengikatan oleh mikrorganisme dan N udara.

Berdasarkan uraian di atas, maka perlu untuk mengetahui gambaran mengenai tanah yang baik untuk pertumbuhan tanaman dan kesuburan dari tanah, maka diperlukan adanya pengetahuan tentang senyawa nitrogen. Dengan itulah, penetapan N-Total merupakan hal yang penting untuk mengetahui kandungan senyawa nitrogen di dalam tanah.

B. Tujuan

Adapun tujuan daripraktikum ini adalah untuk mengetahui cara yang tepat dalam penetapan N-Total tanah di laboratorium dan untuk mengetahui jumlah nitrogen yang terkandung pada tanah yang telah di ambil.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Sumber nitrogen terbesar bagi tanaman berasal dari N atmosfer. Nitrogen organik yang dibenamkan ke dalam tanah merupakan N organik tanah yang bentuk kimianya tidak dapat diserap begitu saja oleh tanaman. Dalam bentuk NO₃^-, nitrogen mudah keluar dari daerah perakaran. Ia mudah tercuci karena besar muatan listrik positif tanah biasanya sangat kecil. Nitrogen dalam bentuk NO₃^- juga dapat tereduksi secara mikrobiologis menjadi NO, N₂O, atau N₂ yang menguap.

Jumlah NH₄⁺ dan NO₃^- di dalam tanah dapat bertambah akibat dari pemupukan N, fiksasi N biologis, hujan, dan penambahan bahan organik. Sedangkan berkurangnya jumlah NH₄⁺ dan NO₃^- disebabkan oleh pencucian, pemanenan, denitrifikasi, dan juga votalisasi. Air sangat berperan sekali dalam dinamika nitrogen tanah.

Penerapan jumlah protein dilakuakan dengan penentuan jumlah nitrogen yang terkandung oleh suatu bahan N-total bahan diukur dengan menggunakan metode mikro-Kjeldahl. Prinsip dari metode ini adalah oksidasi senyawa organik oleh asam sulfat untuk membentuk CO₂ dan dalam bentuk ammonia yaitu penentuan protein berdasarkan jumlah N.

Penentuan jumlah protein seharusnya hanya nitrogen yang berasal dari protein saja yang ditentukan. Akan tetapi teknik ini sangat sulit sekali dilakukan mengingan kandungan senyawa N lain selain protein dalam bahan juga terikut dalam analisis ini. Jumlah senyawa ini biasanya sangat kecil yang meliputi urea, asam nukleat, ammonia, nitrat, nitrit, asam amino, amida, purin dan pirimidin, oleh karena itu penentuan jumlah N total ini tetap dilakukan untuk mewakili jumlah protein yang ada. Kadar protein yang ditentukan dengan cara ini biasa disebut sebagai protein kasar atau crade protein. Analisa protein cara Kjeldahl pada dasarnya dibagi menjadi tiga tahap yaitu proses destruksi, destilasi dan titrasi (Sudarmadji, 1996)

Cara utama nitrogen masuk ke dalam tanah adalah akibat kegiatan jasad renik, baik yang hidup bebas maupun yang bersimbiose dengan tanaman. Dalam hal yang terakhir nitrogen yang diikat digunakan dalam sintesa amino dan protein oleh tanaman inang. Jika tanaman atau jasad renik pengikat nitrogen bebas, maka bakteri pembusuk membebaskan asam amino dari protein, bakteri amonifikasi membebaskan amonium dari grup amino, yang kemudian dilarutkan dalam larutan tanah. Amonium diserap tanaman, atau diserap setelah dikonversikan menjadi nitrat oleh bakteri nitrifikasi (Hakim, dkk., 1986).

Amonium dalam kadar yang tinggi dapat meracuni tanaman. Hal ini disebabkan oleh adanya amoniak (NH₃) yang terbentuk dari amonium. Bagi tanaman yang berwarna hijau mengandung N protein terbanyak dan meliputi 70% - 80% dari total N tanaman. Nitrogen asam nukleat terdapat sekitar 10% dan asam amino terlarut hanya sebanyak 5% dari total dalam tanaman. Pada biji tanaman, protein umumnya dalam bentuk tersimpan (Rosmarkam & Yuwono, 2002).

Adapun nilai dan kriteria N di dalam tanah yang berdasarkan Standar Internasional (SI) dapat dilihat pada tabel berikut:

Tabel Nilai dan Kriteria N dalam Tanah yang Berdasarkan Standar Internasional (SI)

Nilai N-Total	Kriteria N-Total
< 0,1 0,1 – 0,21 0,22 – 0,51 0,52 – 0,75 > 0,75	Sangat rendah Rendah Sedang Tinggi Sangat tinggi

Faktor-faktor yang mempengaruhi ketersediaan N adalah kegiatan jasad renik, baik yang hidup bebas maupun yang bersimbiose dengan tanaman. Pertambahan lain dari nitrogen tanah adalah akibat loncatan suatu listrik di udara. Nitrogen dapat masuk melalui air hujan dalam bentuk nitrat. Jumlah ini sangat tergantung pada tempat dan iklim (Hakim, dkk., 1986).

Nitrogen dalam tanah berasal dari (1.) Bahan organik tanah (bahan organik halus, N tinggi, C/N rendah; dan bahan organik, kasar, N rendah C/N tinggi. Bahan organik merupakan sumber N yang utama di dalam tanah.); (2.) Pengikatan oleh mikroorganisme dan N udara (Simbiose dengan tanaman legumenose, yaitu oleh bakteri bintil akar atau Rhizobium; Bakteri yang hidup bebas (nonsimbiotik) yaitu Azotobacter (aerobik) dan Clostridium (anaerobik)); (3.) Pupuk, misalnya ZA, Urea, dan lain-lain; dan (4.) Air hujan.

Fungsi N adalah memperbaiki pertumbuhan vegetatif tanaman dan pembentukan protein. Gejala-gejala kekurangan N adalah tanaman kerdil, pertumbuhan akar terbatas, dan daun-daun kuning dan gugur.

Gejala-gejala kebanyakan N adalah memperlambat kematangan tanaman, batang-batang lemah mudah roboh, dan mengurangi daya tahan tanaman terhadap penyakit. Nitrogen di dalam tanah terdapat dalam berbagai bentuk yaitu protein, senyawa-senyawa amino, Amonium (NH₄⁺), dan Nitrat (NO₃^-).

Nitrogen diserap tanaman sebagai NO₃^- dan NH₄⁺, yang kemudian dimasukkan ke dalam semua asam amino dan protein. Nitrogen merupakan unsur hara yang sangat banyak sering membatasi hasil tanaman. Defisit protein yang cukup luas di daerah tropika menandakan kandungan N tanamannya rendah.

Di lain pihak, pencucian unsur nitrogen pada usaha tani yang intensif telah mengakibatkan air bumi tercemari. Nitrogen anorganik memang mudah berfluktuasi, terutama di daerah dengan perubahan curah hujan yang sangat nyata. Kadar air tanah merupakan faktor penting yang mempengaruhi dinamika nitrogen di dalam tanah.

Meneralisasi nitrogen terdiri dari:

1. Aminisasi (protein menjadi R-NH₂)

2. Amonifikasi (R-NH₂ menjadi NH₄⁺)

3. Nitrifikasi (NH₄⁺ menjadi NO₃^-)

(Pengelolaan Kesuburan Tanah, oleh Ir. Henry K. Indranada, 1994).

Hilangnya N dari tanah karena digunakan oleh tanaman atau mikroorganisme, N dalam bentuk NH₄⁺ dapat diikat oleh mineral liat jenis illit sehingga tidak dapat digunakan oleh tanaman, N dalam bentuk NO₃^- mudah dicuci oleh air hujan, banyak hujan N rendah, dan tanah pasir mudah merembeskan air sehingga N lebih rendah daripada tanah liat (Hardjowigeno, 2003).

III. PELAKSANAAN PRAKTIKUM

A. Waktu dan Tempat

Praktikum penetapan bahan organik tanah ini di laksanakan pada tanggal 22 sampai dengan 23 September 2014. Dimana dilaksanakan di Laboratorium Kimia tanah, Jurusan Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian, Universitas Sriwijaya, Indralaya.

B. Alat dan Bahan

Adapun alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah 1) alat destruksi, 2) alat destilasi, 3) buret, 4) erlenmeyer, 5) gelas ukur, 6) labu kjeldahl, dan 7) neraca.

Adapun bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah 1) asam sulfat pekat pa, 2) campuran selen, 3) asam borak 4 %, 4) asam sulfat 0,1 N, 5) natrium hidroksida 40 %, dan 6) indikator BCG.

C. Cara Kerja

Adapun cara kerja dari penetapan N-Total sebagai berikut:

1. Destruksi

a. Timbang tanah 0,5 g.

b. Masukkan ke dalam labu kjeldahl 50 ml.

c. Tambah sedikit campuran selen dan di bilas dengan sedikit aquades, kemudian tambah 5 ml asam sulfat pekat pa.

d. Dipanaskan di atas alat destruksi, mula-mula dengan menyalakan api kecil, lalu nyalakan api diperbesarkan sampai asapnya hilang dan warna larutan menjadi kehijauan atau tak berwarna lalu diangkat dan didinginkan.

2. Destilasi

a. Setelah larutan di dalam labu kjeldahl menjadi dingin tambahkan 100 ml aquades, kemudian larutan di pindahkan kedalam labu kjeldahl yang berukuran 500 ml. Cara memasukkan larutan ialah menuangkan berulang-ulang dengan aquades.

b. Ambil erlenmeyer 250 mllalu isi dengan 25 ml asam borak dan beri 3 tetes indikator BCG.

c. Erlenmeyer tersebut di tempatkan dibawah pendingin destilasi sehingga ujung alat peendingan tersebut tercelup di bawah permukaan asam.

d. Tambahkan dengan hati-hati 75 ml NaOH 40 % pada larutan yang telah di masukkan kedalam labu kjeldahl 500 ml tadi. Penambahan NaOH harus melalui dinding labu. Penyulingan dihentikan setelah volumenya mencapai 100 ml.

e. Setelah destilasi selasai, erlenmeyer diambil dan alat destilasi di matikan.

f. Bilas dengan aquades diujung atas dan bawah dari alat pendingin.

3. Titrasi

a. Larutan dalam erlenmeyer di titrasi dengan asam sulfat 0,1 N sampai warna merah.

b. Kemudian catat hasil titrasi.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

Adapun hasil yang di dapat dari analisis N-total tanah yang di lakukan adalah sebagai berikut:

Blanko	Nilai titrasi
0,06	0,22

Cara perhitungan:

% N Total = (t – b) x 0,01401 x 100/w x N

Jadi,

% N Total = (t – b) x 0,01401 x 100/w x N

= (0,22 – 0,06) x 0,01401 x 100/ 0,5 x 0,1

= 0,16 x 0,01401 x 200 x 0,1

= 0,0448 %

B. Pembahasan

Dari hasil praktikum yang telah di lakukan dalam penetapan kandungan senyawa nitrogen yang ada di dalam tanah maka di dapatlah hasilnya. Dimana setelah melakukan rangkaian tahapan hingga akhirnya mendapatkan hasil yang berupa data. Hasil yang di dapat bahwa kandungan nitrogen yang terkandung di dalam tanah yang di analisis adalah sebesar 0,0448 %.

Sehingga dapat dikatategorikan kandungan nitrogen yang terkandung di dalam tanah tersebut termasuk kedalam kriteria rendah. Hal ini telah dilihat di dalam tabel kriteria penilaian kesuburan tanah sesuai dengan standar sistem internasional. Hal ini disebabkan karena kandungan bahan organik yang terkandung di dalam tanah tersebut rendah.

Di mana telah kita ketahui bahwa bahan organik adalah sumber bahan N yang paling utama. Lopulisa (2004) yang menyatakan bahwa Nitrogen dalam tanah berasal dari bahan organik tanah, bahan organik halus, N tinggi, C/N rendah, bahan organik kasar, N rendah C/N tinggi. Bahan organik merupakan sumber bahan N yang utama di dalam tanah. Selain N, bahan organik mengandung unsur lain terutama C, P, S dan unsur mikro. Pengikatan oleh mikrorganisme dan N udara.

Karena kandungan senyawa nitrogen di dalam tanah tersebut rendah maka pertumbuhan dari tanaman yang tumbuh di tanah tersebut akan terganggu bahkan tanaman tersebut dapat mati di tanah tersebut. Hal ini sesuai dengan pernyataan Kemas (2005) yang menyatakan bahwa kekurangan N menyebabkan tanaman kerdil, pertumbuhan akar terbatas, daun-daun kuning dan gugur.

Senyawa nitrogen yang terdapat di dalam tanah saling berhubungan satu sama lain dengan kandungan bahan organik yang terkandung di dalam tanah tersebut. Telah di jelaskan sebelumnya bahwa jika kandungan bahan organik yang terkandung didalam tanah rendah maka jumlah senyawa nitrogen di dalam tanah tersebut juga rendah bahkan tidak ada. Hal ini lah yang menjadi kekhawatiran terhadap pertumbuhan tanaman yang ada. Karena pertumbuhan tanaman tersebut dapat terganggu. Hal ini karena senyawa nitrogen sangat penting bagi pertumbuhan tanaman.

I. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari praktikum penetapan N-Total adalah sebagai berikut:

1. Hasil yang di dapat bahwa kandungan nitrogen yang terkandung di dalam tanah yang di analisis adalah sebesar 0,0448 %.

2. kandungan nitrogen yang terkandung di dalam tanah tersebut termasuk kedalam kriteria rendah.

3. Bahan organik merupakan sumber bahan N yang utama di dalam tanah.

4. Kekurangan senyawa nitrogen akan menghambat pertumbuhan tanaman yang tumbuh di tanah tersebut.

5. Semakin rendah kandungan bahan organik di dalam tanah maka semakin sedikit pula jumlah senyawa nitrogen di dalam tanah tersebut.

B. Saran

Adapun saran yang dapat di sampaikan dalam praktikum ini dimana seharusnya praktikum penetapan N-Total ini membutuhkan waktu yang lama dalam prakteknya sehingga dapat dengan fokus menyelesaikan praktikum ini.

DAFTAR PUSTAKA

Ali Hanafiah,Kemas. 2005. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. PT Raja Grafindo Persada. Jakarta.

Buckman, H.O dan N.C, Brady., 1982. Ilmu Tanah. Bhratara Karya Aksara. Jakarta.

Foth, H.D., 1994. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Erlangga. Jakarta.

Hakim, N., Y.M. Nyakpa, M.A. Lubis, G.S. Nogroho, Saul R.M., Diha A.M., Hong B.G., dan Bailey H.H., 1986. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Universitas Lampung. Lampung.

Hardjowigeno, S., 2003. Ilmu Tanah. Akademika Presindo. Jakarta.

Khopkar. 2003. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press.

Lopulisa, C., 2004. Tanah-Tanah Utama Dunia Ciri, Genesa, dan Klasifikasinya. Lembanga Penerbitan Universitas Hasanuddin. Makassar.

Rosmarkam, Afandie dan Nasih Widya Yuwono, 2002. Ilmu Kesuburan Tanah. Kanisius, Yogyakarta.

Sudarmadji, S. 1996. Analisa Bahan Makanan dan Pertanian. Yogyakarta: Liberty.

Winarno. 1992. Dasar-Dasar Kimia Analitik. Jakarta: Binarupa Aksara.

LAMPIRAN