09 JanAsam Humat dan Biochar

Asam Humat

Biochar

SENYAWA ORGANIK SIKLIK

Agen Kesuburan Tanah Berkelanjutan

Syekhfani

http://syekhfanismd.lecture.ub.ac.id/2014/07/09/Asam humat/Asam humat, senyawa organik siklik berberat molekul tinggi, mempunyai kemampuan membufer air dan unsur hara, sehingga berpotensi mempertahankan kesuburan jangka panjang.

http://syekhfanismd.lecture.ub.ac.id/2013/12/09/Biochar/Biochar, bahan organik yang mengalami proses pemanasan pada suhu rendah dan kontrol oksigen (pirolisis), menjadi arang aktif; mempunyai struktur rangkai karbon siklik, juga mampu membufer air dan unsur hara.

Asam humat dan biochar, apablila dicampurkan (inkorporasi) dengan tanah, maka tanah akan berpotensi meningkatkan kesuburan jangka panjang; karena keduanya sukar mengalami perombakan (dekomposisi).

Dua agen penyubur tanah ini, akhir-akhir ini menjadi objek penelitian dan pengembangan para ahli dan teknisi dalam upaya meningkatkan pertumbuhan dan produktivitas tanaman.

Asam humat dan biochar, merupakan agen pengondisi tanah (soil conditioner), bukan sebagai pupuk (non-fertilizer); dapat merubah sifat dan ciri (nature and properties) tanah dalam kaitannya dengan tata udara dan air (sifat fisika), tata hara (sifat kimia), serta tata air dan udara (fisiko-kimia) tanah.

Apakah keduanya juga dapat merubah tata kehidupan (sifat biologi) tanah?

Asam humat (AH) dan biochar (BC) sebagai sumber hara/pengondisi tanah:

-Secara umum, AH dan BC lebih berfungsi sbg ‘pengondisi’ tanah ketimbang ‘sumber hara’.

AH berasal dari proses humifikasi atau deposit alam (Leonardite), mengandung unsur hara relatif rendah.

Di pihak lain, dalam proses pirolisis BC (pemanasan 200-400oC), ada 6 unsur hara esensial makro dan 3 unsur mikro berpeluang hilang melalui penguapan (volatilisasi) yaitu: C,H,O,N, S, P (makro),B,Mo,Cl (mikro).

-Struktur morfologi AH dan BC membentuk pori mikro yang mampu menahan molekul air, di samping gugus fungsional kaya OH (ligan muatan negatif), sehingga meningkatankan muatan KTK.

Perbaikan sifat fisik, kimia, dan fisiko-kimia tanah memperbaiki (improve) dan mendukung (encourage) sifat biologi tanah, didukung (enhance) oleh aplikasi agen hayati (biofertilizer) seperti Rhizobium dan/atau Mikorhiza; dan sebagai dampak perbaikan tersebut adalah sifat kesuburan tanah berkelanjutan (sustainable soil fertility).

11 JulEkstraksi Asam humat

PRINSIP DASAR EKSTRAKSI

Syekhfani

Asam Humat, adalah asam organik potensial bagi kesuburan tanah, medium tumbuh tanaman, untuk melestarikan keberlanjutan hidup makhluk di bumi ini.

Asam humat (Lihat: http://syekhfanismd.lecture.ub.ac.id/2014/07/asam-humat/), sedikit dan sulit diperoleh dalam jumlah banyak; tergolong langka sehingga pantas disebut “The Real Golden Black” → sedikit dan mahal!

Asam humat tergolong senyawa organik kompleks dan mempunyai sifat perilaku unik; sehingga seharusnya ilmuan, terutama bidang Ilmu Tanah, mengetahui sifat perilaku (fate and properties) senyawa asam humat.

Sifat Perilaku dalam Ekstraksi

Sifat bahan organik tanah, khususnya asam humat, hanya dapat dipelajari dalam keadaan bebas, tanpa tercampur senyawa anorganik tanah.

Dalam analisis, maka langkah pertama adalah memisahkan asam humat dengan matriks anorganik tanah: pasir, debu, dan liat.

Ekstraksi

Prinsip Dasar Ekstraksi

Berbagai tehnik telah dikembangkan, sesuai dengan sifat bahan yang diuji.

Senyawa non-polar seperti lemak, lilin, resin, dan lain-lain dapat diekstraksi menggunakan pelarut organik tertentu seperti heksana, eter, campuran benzena-alkohol, dan sebagainya.

Hidrolisis diperlukan untuk mengisolasi monomer individual, seperti asam amino dan gula.

Metode ekstraksi yang ideal, mempertimbangkan hal-hal berikut:
• Kemampuan metode dalam mengisolasi bahan tanpa kecuali.
• Ekstrak senyawa asam humat agar bebas kontaminasi bahan anorganik, seperti liat dan kation polivalen.
• Ekstraksi adalah komplit, mewakili fraksi untuk kisaran semua berat molekul.
• Metode dapat diaplikasikan secara universal untuk semua jenis tanah.

Reagen yang Digunakan

(Stevenson, 1982)

Persentase Tipe Materi Ekstraktan untuk senyawa Asam Humat:

NaOH

hingga 80%

Ekstraktan lemah: Na4P2O7 dan lainnya

hingga 30%

Khelat organik: asetil-aseton, kupferon, hidroksi-kuinolin

hingga 30%

Asam formiat (HCOOH)

hingga 55%

EKSTRAKSI ALKALI

Larutan NaOH dalam air konsentrasi 0.1 hingga 0.5N dan rasio dengan tanah dari 1:2 hingga 1:5 (g/ml) telah diketahui secara luas untuk recovering organic matter.

Ekstraksi berulang kali diperlukan untuk mencapai recovery maksimum.

Pembilasan tanah dengan larutan HCl, yang mana membilas Ca dan kation-kation polivalen, meningkatkan efisiensi ekstraksi bahan organik dengan pereaksi alkalin.

Sebagai aturan umum, ekstraksi tanah dengan 0.1 atau 0.5N NaOH mampu melakukan recovery sekitar dua pertiga bahan organik tanah.

Keampuhan dari ekstraksi alkali adalah sebagai berikut:
1. Larutan alkali melarutkan kontaminasi mineral silikat dalam bahan bahan organik.
2. Larutan alkali melarutkan komponen protoplasmik dan structural dari senyawa organik segar dan ini tercampur dengan bahan organik terhumat (humified organic matter).
3. Di bawah kondisi alkalin, terdapat otoksidasi beberapa senyawa organik, baik dalam kontak dengan udara selama ekstraksi maupun ketika ekstrak didiamkan.
4. Perubahan kimia lain bisa muncul dalam larutan alkalin menyerupai kondensasi antara asam amino dan aldehida atau quinon.

Larutan lebih alkalin dan periode ekstraksi lebih lama menyebabkan pwrubahan kimia lebih besar.

Jumlah bahan organik terekstrak dari tanah disebabkan peningkatan alkalinitas dengan waktu ekstraksi.

Ekstraksi Lemah (mild extraction)

Beberapa milder dan ekstraktan lebif selektif disarankan untuk waktu mendatang sebagai alternatif menggantikan ekstraksi klasikal dengan alkali kuat.

Termasuk agen garam-garam kompleks (Na4P2O7 dan EDTA), kompleks organik dalam aqueous med (acetil-aseton), dan pelarut organik berbagai tipe.

Selain kurang alternasi terhadap hasil bahan organik, ektraktan-ekstraktan sangat kurang efektif melepas bahan organik dibandingkan hidroksida alkali.

Pengecualian utama terjadi pada horizon iluvial (B ) Spodosol.

Lihat: Dari:
SOIL SCIENCE 702/802:
CHEMISTRY OF SOILS … SYLLABUS
(revised Jan 1998)
Text: Sparks, 1995, Environmental Soil Chemistry, Academic Press
Supplemental: Cresser, Killham, and Edwards, 1993, Soil Chemistry and its applications, Cambridge.