Bentuk dan Perilaku Belerang di Tanah.( teknologi dan nutrisi tanaman )

Bentuk dan Perilaku Belerang di Tanah.

Belerang hadir dalam tanah dalam berbagai bentuk, baik organic dan anorganik. Itu ada di Negara - Negara mulai dari beberapa oksidasi + 6 di H₂S0₄ dan

turunanya (hexavalen atau teroksidasi sulfur). Juga, belerang terjadi di padat, fase cair, atau gas.

Bentuk - bentuk sulfat anorganik mudah larut, sulfar teadsorpsi, sulfat larut coprecipitated dengan calcium karbonat dan mengurangi senyawa sulfur anorganik. Sejak tanaman mendapatkan belerang terutama dari tanah sebagai sulfat terlarut, mudah larut ditambah sulfat teradsorpsi mewakili Haksi tersedia sulfur tanah yang digunakan oleh tanaman.

Permukaan tanah yang paling banyak mengandung sulfur dalam kombinasi organic. Para peneliti setuju bahwa lebih dari 90% dari total sulfur di sebagian besar permukaan tanah noncalcareous ada dalam bentuk organic. Sifat dinarnis sulfur dalam tanah dan hubungan antara berbagai bentuk skematis ditujukan pada gambar 8-1. Ada kesamaan antara nitrogen dan siklus sulfur dalam bahwa keduanya memilild komponen gas dan terjadinya mereka di tanah dikaitkan dengan materi organik

Sulfat mudah larut. Sulfur biasanya diambil oleh tanaman sebagai S04₂ konsentrasi ion 3 sampai 5 ppm S04₂. Di tanah atau budaya telah membuktikan solusi yang memadai untuk pcrtumbuhan spesies tanaman dan alfalfa tampaknya

mcmerlukan konsentrasi yang lebih tinggi.

Ion sulfat mencapai akar oleh difusi dan aliran massa. Pada tanah yang mengandung 5 ppm atau lebih S04₂ larut, hampir semua kebutuhan belerang tanaman yang paling dapat dipasok oleh aliran massa.

Kecuali untuk tanah di daerah kering yang mungkin memiliki akumulasi garam sulfat, sebagian besar tanah umumnya dianggap mengandung kurang dari 25% dari total sulfur anorganik sebagai S04₂. Pada permukaan tanah banyak tanah Amerika Utara mewakili antara 1 sampai 10% dari kandungan sulfur total. Para S042 mudah larut sebagian kecil dari permukaan tanah yang paling baik dikeringkan Australia biasanya kurang dari 5% dari total sulfur.

Konsentrasi kurang dari 20 ppm mudah larut S04₂ yang umum di tanah Amerika Utara. Dalam belerang kekurangan tanah atau tanah kapasitas penyediaan

rendah belerang, jumlah S04₂ mudah larut sering antara 510 ppm. Berpasir belerang

kekurangan tanah sering mengandung kurang dari 5 ppm.

Tingkat S04₂ mudah larut sangat bervariasi dengan kedalaman tanah dan berfluktuasi jauh dalam profil   lokasi ke lokasi. Kadang-kadang mencapai maksimum di bawah permukaan cakrawala tetapi juga bias sangat rendah dalam subsoil berpasir. Akumulasi S04₂ mudah larut terjadi paling umum pada berkapur atau menipu-siferous cakrawala dan cakrawala dimana kelembaban tahan gerakan dan pencucian dibatasi.

Teradsorpsi sulfat. Teradsorpsi sulfsat merupakan fraksi penting dari beberapa tanah, terutama dalam jumlah besar mengandung oksida hidrat dari aluminium dan besi. Banyak ultisol (Merah-Kuning Podzol) dan (Latosol) Oxisol tanah mengandung jumlah yang cukup sulfat teradsorpsil atau memiliki kemampuan untuk rnenyerap bentuk belerang. Tanah ini sangat lapuk dan terjadi di daerah curah hujan tinggi di Amerika Serikat tenggara, Pacific Norfhwest, Amerika Tengah dan Selatan, Asia dan Afrika. Setelah tanam untuk beberapa tahuni `isi materi organic tanah seperti pendekatan tingkat equilibrium stabil dan jumlah sulfur organic diliris akan cukup kecil.

Fraksi ini diyakini memberikan konstribusi signifikan terhadap kebutuhan belerang dari tanaman yang tumbuh di tanah yang sangat lapuk karena biasanya tersedia. Juga pelepasan sulfur organic mungkin rendah di tanah. Di tanah tertentu, teradsorpsi S04₂ mungkin tidak secepat tersedia sebagai S04₂ larut dan mungkin dirilis selama waktu cukup lama.

Meskipun tanaman dapat memanfaatkan S04₂ teradsorpsi di subsoils, mereka mungkin mengalami kekurangan belerang dalam tahap pertumbuhan awal sampai pengembangan root cukup Untuk mencapai zona retensi. Berakar tanaman seperti alfalfa dan sericea lespedeza tidak mungkin memiliki kekurangan sementara seperti belerang tersedia.

Analisis dilaporkan dalam tabel 8-1 adalah indikasi dari jumlah S0₂ terserap diberbagai tanah AS tenggara. Perlu dicatat bahwa nilai-nilai yang hanya merupakan ukuran perkiraan fraksi ini karena keterbatasan dalam metode ekstraksi dank arena tidak ada koreksi yang di buat untuk S04₂ mudah larut. Terjadinya S04₂ teradsorpsi umumnya mengikuti pola karakteristik dengan mudah‘permukaan yang mengandung sangat sedikit sementara ada akumulasi yang pasti pada kedalaman yang lebih dalam. Zona ini konsentrasi tinggi S04₂ teradsorpsi ditemukan pada kedalaman mulai 6-30 masuk dipermukaan.

Cadangan S04² teradsorpsi di subsoils diyakini hasil dari eluviations atau pencucian sulfat dari bagian atas profil tanah diikuti oleh retensi mereka dikedalaman rendah. S04₂ teradsorpsi dapat menjelaskan sampai sepertiga dari total sulfur dalam subsoils. Di permukaan tanah biasanya mewakili kurang dari 10% dari total sulfur ini.

Mekanisme menyebabkan S04₂ retensi dan berbagai factor yang mempengaruhi retensi akan ditinjau secara singkat pada bagian selanjutnya dari bab   Adsorpsi oleh tanah sulfat dianggap feomena menguntungkan karena akan membantu untuk rnenghernat persediaan pupuk belerang dan belerang asli dari tanah dengan mengurangi kerugian pencucian di daerah curah hujan tinggi.

Sulfat kalsium karbonat Coprecepitated dengan alam. Sulfat-sociated dengan kalsium karbonat sering merupakan fraksi penting dari total sulfur dalam tanah berkapur. Hal yang paling mungkin texjadi sebagai coprecipitated atau co-kristalisasi ini dengan kemurnian kalsium karbonat. Bentuk sulfat dianggap relatif tidak tersedia untuk tanaman, terutama ketika kalsium karbonat hadir sebagai partikel kasar. Sebanyak 93% dari total sulfur dalam tanah Australia dan 75% di Skotlandia Seil terjadi sebagai S0₄ coprecipitated dengan kalsium karbonat. Jika ini fraksi yang memberikan konstribusi signifikan terhadap kebutuhan belerang tanaman yang tumbuh di permukaan tanah yang rendah belerang, beberapa derajat defisiensi kemungkinan akan teljadi sampai akar mereka cukup dalam untuk mengekstrak S04₂.

Kelarutan dan ketersediaan S04₂ coprecipitated dengan kalsium karbonat diyakini dipengaruhi oleh beberapa factor, termasuk ukuran partikel kalsium  karbonat, kandungan kelembaban tanah, efek ion umum, dan kekuatan ion. Efek ion yang sama juga memainkan peranan penting dalam pembentukan fraksi ini.

Grinding yang biasanya dilakukan dalam persiapan sampel tanah akan membuat sulfat dalam fraksi diakses ekstraksi kimia. Akibatnya, belerang lebih mungkin akan diklasiflkasikan sebagai tersedia dengan prosedur tanah-tes tertentu

daripada adalah kasus actual dalam kondisi lapangan.

Lain diendapkan bentuk sulfat. Selenite, bentuk Kristal gypsum, telah ditemukan di subsoils buruk dikeringkan. Barium sulfat sangat larut dan kadang- kadang strontium dapat menjelaskan sejumlah besar S04₂ di beberapa tanah. Jarosite [KFe,(0I-I).6(S0₄)2] dan coquimbite Fe₂(S0₄)3-9H₂0 mineral diisolasi dari lapisan efilorescent pada gumpalan dikeringkan dan diolah tanah rawa pasang surut.

Mengurangi sulfur anorganik. Meskipun S04₂ adalah bentuk stabil sulfur dalam baik dikeringkan tanah dalam dataran tinggi, sejumlah kecil bentuk-bentuk sulfida diketahui terjadi. Dalam kondisi terendam air, suliida adalah bentuk stabil utama belerang. Beberapa senyawa sulfur dan unsur organik mengandung sulfur berlkurang dapat ditemukan dalam Iingkuugan an aerobik alami tertentu.

sulfida 

Dalam kondisi an aerobic dalam tanah terendam air, mungkin ada akumulasi H₂S dibentuk oleh pembusukan bahan organic. Juga, S0₄² hadir di tanah berfungsi sebagai akseptor electron untuk sulfat-mengurangi bakteri dan biasanya dikurangi menjadi H₂S. Ini pengumngan S0₄² baik potensial redoks dan pH bergantung. S₂ Sedikit atau tidak terakumulasi pada potensial redoks diatas -150mV, atau dengan pH di luar rentang 6,5-8,5. Akumulasi suliida terbatas terutama untuk daerah pesisir dipengaruhi oleh air laut. Pada tanah terendam yang normal juga disertakan dengan Fe, H₂S dibebaskan. dari bahan organik dan dari S0₄² hampir sepenuhnya dihapus dari solusi dengan reaksi Fe²⁺. Endapan besi pertama suliida biasanya FeS amorf yang mengalami konversi baik pirit atau marcasite, baik dengan FeS₂ formula. Mackinawite (FeS) dan greigite (Fe3S₄) dapat perautaran dalam konversi ini. .

Sulfida yang larut utama terbentuk di tanah pada banjir diyakini FeS₂ dan FeS₃ Teljadinya FeS dalam tanah seperti mungkin terbatas dan tidak menjadi cukup kecuali potensi redoks adalah -400mV atau kurang. Dalam beberapa sawah, bahan organic tinggi dan rendah elemen logam aktif seperti zat besi, H₂S bebas dapat membuktikan berbahaya ke akar padi.

Reaktivitas sulfida dalam tanah sangat bervariasi sesuai dengan cara dimana mereka terbentuk. Agaknya, itu tergantung terutama pada ukuran partikel dan derajat kristalinitas dari presipitat. Oksidasi FeS₂ presipitat mungkin tidak lengkap setelah hanya beberapa jam paparan a1:mosfer,dan mungkin di kebanyakan kasus akan dihentikan dalam beberapa hari. Bentuk amorf dan Kristal dari marcasite jauh lebih reaktif daripada pirit dan mengoksidasi di tingkat yang lebih besar.

Pirit akan bertahan dalam tanah dengan jumlah yang cukup di lahan yang sebelumnya tergenang air bertahun-tahun setelah drainase dan budidaya. Ketahanan terhadap oksidasi pirit telah dianggap berasal dari efek penghambatan fosfor.

Terjadinya pirit dan rnarcasiteftezsebar luas di batubara dan bahan bersekutu. Mereka mungkin terdispersi halus dan tak terlihat dengan mata telanjang atau dalam berbagai macam ukuran Kristal tunggal dau agregat Kristal. Ketika piritik

memanjakan terkena atmosfer, asam sulfat terbentuk mengakibatkan pengasaman air tambang dan pertambangan merusak daerah. Tingkat asam di beberapa perairan dapat membuat mereka tidak memuaskan untuk digunakan sebagai pasokan air atau untuk tujuan rekreasi. Lingkungan tanah asarn dapat membuat masalah dalam revegetasi dan penggunaan tambang merusak daerah.

Sulfida dan sullit teroksidasi dengan cepat dengan ketat cara kimia. Tahap awal dalam oksidasi pirit, dengan pembentukan elemen sulfur sebagai perantara, mungkin sebagian besar kimia. Suhu tinggi, tekanan oksigen, dan permukaan spesifik semua meningkatkan laju oksidasi   Kehadiran Fe₃,dan mungkin juga Fez, mempercepat oksidasi pirit reaksi sedikit asam danimendulamg kelembaban yang memadai proses oksidasi. Drainase tanah perfect diperlukan sebelum oksidasi akan

lengkap.

Elemental Sulfur. Ini bukan produk langsung dari reduksi sulfat dalam kondisi mengurangi dalam tanah tetapi bukan perantara terbentuk selama oksidasi sulfida oleh Sebagian besar proses kimia. Akumulasi sulfur unsure dapat terjadi, namun, dalam tanah daerah delta, dimana oksidasi lengkap bentuk mengurangi sulfur terganggu oleh banjir periodik.

Bentuk organik. Sebagian besar sulfur dalam cakrawala permukaan baik dikeringkan tanah pertanian, daerah semi kering lembab, sedang dan subtropis hadir dalam bentuk organik. Hal ini umumnya sepakat bahwa belerang yang terkait dengan account tersebut senyawa organik selama lebih dari 90% dari total sulfur di sebagian besar permukaan tanah non calcareous.

Proporsi total sulfur organik yang ada dalam bentuk bervariasi sesuai dengan

jenis tanah dan kedalaman dalam profil tanah. Hal ini biasanya agak rendah di subsoils daripada di permukaan cakrawala.

Seperti dijelaskan dalam bab 5, ada hubungan erat antara karbon organik, nitrogen total, dan total sulfur dalam tanah. Disamping”untuk contoh C/N/S rasio sebagaimana dimaksud dalam bab 5, adalah menarik untuk dicatat bahwa beberapa tanah Skotlandia memiliki rasio /C N total/belerang non sulfate dari ll3:10:1.3 untuk tanah berkapur dan l47:l0:1.4 untuk yang non calcareous lembab rasio N/S dalam penelitian adalah variable kurang dari C/S. Pada tanah Iowa dipelajari oleh Tabatabai dan Bremner, asosiasi karbon, nitrogen, dan belerang terjadi kira-kira di rasio 110:10: 1 .5,masing-masing.

Beberapa pekerja Australia telah menyarankan laahwa C/N/S rasio sering sangat mirip untuk berbagai kelompok tanah. Stewart dan Bettany di University of Saskatchewan secara menyulumh terakhir topic ini dan menemukan perbedaan ditandai di C/N/S rasio berarti, antara dan di dalam jenis tanah dunia. Perbedaan- perbedaan ini telah dianggap berasal dari variasi, bahan induk tanah dan lain membentuk factor-faktor, seperti iklim, vegetasi, intensitas pencuciaan, drainase.

Sebuah hubungan erat antara sering terjadi antara nitrogen dan unsur sulfur

bahan organik tanah. Total nitrogen dan sulfur organic seringkali lebih erat berkorelasi dari karbon organic dan sulfur organik. Rasio N/S di sebagian besar tanah berada dalam kisaran sempit 6 sampai 8: 1.

Sifat dan sifat dari iiaksi suliiir organic dalam tanah yang penting karena mereka mengatur pelepasan tanaman-tersedia belerang seperti yang diilustrasikan

pada gambar 8-2. Sementara banyak snlfur organic dalam tanah tetap uncharacterized, tiga kelompok besar senyawa lielerang diakui. Ini adalah Hi-direduksi belerang,

karbon terikat belerang, dan sulfur residua tau inert. Kepentingan relative dari ketiga

kategori ditunjukkan pada Tabel 8-2. Hi-direduksi. Fraksi ini terdiri dari sulfur organic yang berkurang untuk FLS oleh asam hydrolic. Belerang tidak terikat secara langsung dengan karbon dan diyakini sebagian besar dalam bentuk ester sulfat dan eter dengan C-O-S keterkaitan. Contoh zat dalam pengelornpokan ini termasuk arylsulfates, alkylsulfates, sulfat fenoli, polisakarida sulfat, sulfat kolin, lemak sulfat, dan sebagainya. Sekitar 50% dari sulfur organic terjadi pada fraksi ini, tetapi dapat berkisar dari sekitar 27 dengan 59%. Nilai setinggi 94,5% telah dilaporkan untuk subsoils Iowa.

Karbon-Berikat. Belerang secara langsung terikat pada karbon adalah komponen utama dari pengelompokan   Hal ini ditentukan oleh pengurangan sulfide nikel Raney dengan. Prosedur analitis telah dikritik karena gagal untuk mengurangi semua karbon ikatan senyawa belerang dan dapat menghasilkan artefak. Namun demikian, masih merupakau metode yang berguna untuk karakteristik sebagian besar sulfur terikat dengan cara   Sulfur yang mengandung asam amino, sistim dan metionin, merupakan komponen utama dari fraksi ini, yang menyumbang sekitar 10 sampai 20% dari sulfur organik total. Lebih teroksidasi untuk belerang, termasuk sulfoxide, sulfones, sulfenik, sulfmic dan asam sulfonat dan belerang yang mengandung senyawa heterosiklik, juga memilih fraksi.

Insert atau Residual. Sulfur organik yang tidak berkurang dengan baik asam atau nikel Raney hydrodic dianggap inert atau sisa. Hal ini umumnya merupakan fraksi yang tidak teridentifikasi sekitar 30 sampai 40% dari sulfur organik total. Hal ini

sangat stabil karena tahan terhadap degradasi oleh perawatan kimia drastis. Akibatnya, itu rnungkin sedikit penting sebagai sumber potensi belerang bagi tanaman.