Sulfur

Kesuburan tanah

Sulfur

Definisi

Belerang atau sulfur, adalah unsur kimia dengan nomor, atom 16 diwakili oleh S. simbol Ini adalah, berlimpah multivalen non-logam. Pada kondisi normal, atom belerang membentuk molekul siklik octatomic dengan rumus kimia S8. Elemen sulfur merupakan padatan kristalin kuning cerah. Kimia, belerang dapat bereaksi baik sebagai oksidan atau mengurangi agen. Ini mengoksidasi logam yang paling dan beberapa nonmetals, termasuk karbon, yang mengarah untuk mengisi negatif dalam senyawa organosulfur kebanyakan, tetapi mengurangi oksidan yang kuat beberapa, seperti oksigen dan fluor.

Belerang merupakan elemen penting bagi semua kehidupan, dan secara luas digunakan dalam proses biokimia. Dalam reaksi metabolik, senyawa sulfur berfungsi sebagai bahan bakar baik dan pernafasan (oksigen-menggantikan) bahan untuk organisme sederhana. Sulfur dalam bentuk organik hadir di biotin vitamin dan tiamin, yang terakhir yang bernama untuk kata Yunani untuk belerang. Belerang merupakan bagian penting dari banyak enzim dan juga dalam molekul antioksidan seperti glutathione dan thioredoxin. Belerang organik terikat adalah komponen dari semua protein, sebagai asam amino sistein dan metionin. Ikatan disulfida sebagian besar bertanggung jawab untuk kekuatan mekanik dan terpecahkannya keratin protein, yang ditemukan di kulit terluarnya, rambut, dan bulu, dan elemen berkontribusi terhadap bau menyengat mereka ketika dibakar.

Kelimpahan Di Alam

Di alam, belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni dan sulfida dan mineral sulfat. Kristal elemen sulfur biasanya dicari oleh kolektor mineral untuk bentuk cerah mereka polyhedron berwarna. Menjadi berlimpah dalam bentuk asli, belerang dikenal di zaman dahulu, disebutkan untuk penggunaan di Yunani kuno, Cina dan Mesir. Asap belerang digunakan sebagai fumigants, dan belerang yang mengandung campuran obat yang digunakan sebagai balsem dan antiparasitics. Sulfur dirujuk dalam Alkitab sebagai belerang dalam bahasa Inggris, dengan nama ini masih digunakan dalam istilah non-ilmiah beberapa [2] Belerang dianggap cukup penting untuk menerima simbol sendiri alkemis nya.. Hal itu diperlukan untuk membuat kualitas terbaik dari mesiu hitam, dan bubuk kuning cerah itu dihipotesiskan oleh para alkimiawan yang mengandung beberapa sifat emas, yang mereka berusaha untuk mensintesis dari itu. Pada 1777, Antoine Lavoisier membantu meyakinkan masyarakat ilmiah bahwa belerang unsur dasar, bukan senyawa.

Elemen sulfur pernah diekstraksi dari kubah garam mana kadang-kadang terjadi dalam bentuk hampir murni, tetapi metode ini telah usang sejak akhir abad 20. Hari ini, hampir semua elemen sulfur diproduksi sebagai produk sampingan dari menghilangkan kontaminan yang mengandung sulfur dari gas alam dan minyak bumi. Menggunakan komersial elemen terutama dalam pupuk, karena kebutuhan relatif tinggi tanaman untuk itu, dan dalam pembuatan asam sulfat, bahan kimia industri primer. Terkenal lainnya menggunakan untuk elemen dalam pertandingan, insektisida dan fungisida. Banyak senyawa sulfur odiferous, dan bau gas alam odorized, aroma sigung, jeruk, dan bawang putih adalah karena senyawa belerang. Hidrogen sulfida yang dihasilkan oleh organisme hidup menanamkan bau busuk karakteristik untuk telur dan proses biologis lainnya.

Peranan Sulfur

Unsur S diperlukan oleh tanaman dalam jumlah relatif banyak, lebih sedikit dibanding N atau K, serupa dengan  P, Ca dan Mg.; sebagai penyusun asam amino essensial: sistin, sistein dan metionin, 90% S dalam tanaman berupa protein, ikatan disulfida, susunan protein dan aktivitas ensim, pembentukan klorofil; Ferredoksin: protein Fe-S, reaksi redoks: fotosintesis, penyematan nitrogen, reduksi nitrat dan sulfat; koensim: koensim A dan vitamin, biotin, thiamine, B1; senyawa volatil: tanaman keluarga Onion dan crucifer (cabbage).

Mobilitas S

Unsur S relatif tidak mobil dalam tanaman: tidak segera dapat dialihtempatkan dari daun yang tua ke bagian titik tumbuh, gejala kekahatan muncul pertama pada bagian atas yaitu daun muda. Gejala kekahatan: kerdil (stunted), pertumbuhan spiral (spindly growth), seringkali seluruh tanaman menjadi klorosis seragam (uniformly chlorotic), tanaman Crucifer membentuk warna kemarahan dan ungu, kadar protein rendah, pengumpulan N bukan protein. Jika kadar S berlebihan tidak secara langsung mempengaruhi tanaman tersebut atau organisme yang memakannya, tetapi dapat menyebabkan masalah kegaraman karena S merupakan anion yang dominan pada tanah salin, pelindian yang hebat dari  SO₄⁼ meningkatkan kehilangan kation.

Sumber S

1)      Perombakan bahan orgaik tanah, karena 90% S dalam tanah berada dalam bentuk organik tersebut

2)      Rabuk, kompos dan biosolid.

3)      Sulfat yang terjerap pada tapak pertukaran anion dari oksida Al dan Fe.

4)      Mineral S: pada musim kering sulfida dalam bentuk anaerob.

5)      Pengendapan atmosfer dari inudstri, hujan asam.

6)      Pupuk S.

Bentuk S Yang Diserap Tanaman

1. Penyerapan langsung SO₂ oelh daun: jumlahnya kecil, jika kadar S dalam udara tinggi akan meracuni tanaman.
2. Penyerapan akar etrutama dalam bentuk: sulfat (SO₄⁼).

Gerakan S Menuju Akar

Di dalam tanah sulfat bergerak karena aliran masa dan difusi. Terutama beregrak karena aliran masa (mass flow), difusi memiliki arti penting pada tanah dengan kadar S yang rendah. Kadar dalam larutan tanah 5-20 ppm. Aras yang mencukupi kebutuhan tanaman 3-5 ppm dalam tanah.

Transformasi S Dalam Tanah

Proses alih rupa antara lain: Mineralisasi – immobilisasi, Adsorpsi – desorpsi, Presipitasi – dissolusi, Oksidasi – reduksi, Volatilisasi.

Mineralization – Imobilisasi

1)      Daur S organik serupa dengan N organik.

2)      Mineralisasi : melepas S menjadi anorganik, SO₄ tersedia bagi tanaman

3)      Imobilisasi (assimilation): kebalikan dari mineralisasi, pengambilan S anorganik dari tanah oleh mikrobia untuk membentuk tubuhnya

4)      Keseimbangan antara mineralisasi dan imobilisasi ditentukan oleh nisbah C:S dan N:S, nisbah C:N:S bahan organik sekitar  120:10:1,4.

5)      Dalam bahan organik terkandung 1% S. Dengan susunan bentuk ester dan eter sulfat sebesar 30-60% melalui ikatan C-O-S, bentuk asam amino sekitar 10-20%, residual S sebesar 30-40%.

6)      Ensim sulfatase : mirip dengan ensim fosfatase, melepas sulfat dari ester sulfat.

7)      Pengaruh nisbah C:S : (1)  C:S >400   S imobilisasi > S mineralisasi, (2) C:S = 200-400 S imobilisasi = S mineralisasi, (3) C:S <200 mineralisasi="" s=""> S imobilisasi.

Adsorpsi – Desorpsi

1)      Senyawa SO₄ ^2- yangterjerap merupakan bentuk S dari pangkalan labil bersifat segara tersedia, mengisi kekosongan pada larutan tanah . Uji S tanah umumnya misalnya ekstraksi dengan Ca-fosfat.mengukur S yang terlarut ditambah S yang terjerap. Reaksi ini penting pada tanah yang telah terlapuk dengan lanjut. Kekuatan adsorpsi: H₂PO₄^- > SO₄⁼ > NO₃^-.

2)      Faktor yang mempengaruhi kapasitas jerapan: koloid tanah, hidroksida Fe-Al, kandungan lempung tipe 1:1, kemasaman tanah, besarnya muatan tergantung pH, kapasitas pertukaran anion.

3)      Komposisi larutan tanah juga mempengaruhi: kadar SO₄, keberadaan anion dan kation lainnya, pendesakan oleh fosfat.

Presipitasi – Dissolusi

1)      Gypsum (CaSO₄) di daerah kering, merupakan bentuk pengendapan bersama antara S dengan Ca-karbonat  pada tanah kapuran

2)      Sulfida pada kondisi anerob di tanah tergenang:  H₂S mengendap sebagai FeS atau ikatan logam-S yang lainnya, untuk melarutkan diperluakn proses oksidasi.

Okidasi – Reduksi

1)      Bentuk S : beragam dari bilangan oksidasi -2 sampai + 6, yaitu silfida, polisulfida, S elemen, tiosulfat, sulfit dan sulfat.

2)      Bentuk oksidasi terbanyak sebagai sulfat, sulfat yang diserap tanaman akan direduksi menjadi S organik.

3)      Proses Oksidasi dan reduksi S dibantu oleh mikrobia

4)      Senyawa S anorganik tereduksi terdapat pada tanah tergenang kondisi anaerob : (wetlands, swamps, tidal marshes), pada kondisi aerob segera mengalami oksidasi.

5)      Oksidasi S: mikrobia ototrofik dan heterotrofik : Thiobacillus sp. meneybabkan pemasaman. H₂S + 2O₂ à H₂SO₄ à  2H⁺ + SO₄⁼ dijumpai pada daerah tambang (acid mine drainage) terjadi oksidasi senyawa sulfida speerti pyrite (FeS). Dapat juga digunakan di lahan pertanian untuk mengoksidasi S elemen : 2S + 3O₂ + 2H₂O à  2H₂SO₄ à  4H⁺ + 2SO₄⁼

Pengangkutan S

1)      Erosi: hilangan bersama bahan organik

2)      Pelindian: sulfat sangat mobil dalam tanah, sulfat merupakan anion yang dominan pada air lindian, pelindinan meningkat jika kandungan kation monovalen (K⁺, Na⁺)  besar

3)      Hilang karena volatilisasi

Volatilisasi

Kehilangan karena menguap: hasil transformasi mikrobia dalam tanah, misalnya  dimethyl sulfide (CH₃SCH₃), atau karbon disulfide, methyl mercaptan, dan dimethyl disulfida. Pengaruhnya terhadap kesuburan tanah rendah. Dapat juga menguap melalui daun, hal ini mempengaruhi mutu pakan.

Manajemen pupuk S

Pada tanah pasiran sering kekahatan S, karena rendahnya bahan organik tanah dan pelindian yang hebat terhadap SO₄, kebutuhan tanaman beragam: diperlukan oleh alfalfa, clovers, canola, kubis dan sayuran serupa, hmt Brassicas, bawang merah danbawang putih, hmt rerumputan atau legum, rumput menyerap S lebih cepat dibanding legum.  Sumber sulfur: S unsur (tidak segera tersedia, harus dioksidasi lebih dahulu menjadi SO₄, oksidasi berlangsung dalam reaksi masam). Sumber lain ikut dalam superfosfat. SSP (14% S), TSP (1,5% S).