biogeokimia Mangan (Mn)

NAMA : DEWI ROSANI
NIM : H1E109012
PRODI : TEKNIK LINGKUNGAN

SIKLUS BIOGEOKIMIA UNSUR MANGAN (Mn)

A. PENGERTIAN SIKLUS BIOGEOKIMIA
Siklus biogeokimia atau siklus organik anorganik adalah siklus unsur atau senyawa kimia yang mengalir dari komponen abiotik ke biotik dan kembali lagi ke komponen abiotik. Siklus unsur-unsur tersebut tidak hanya melalui organisme, tetapi juga melibatkan reaksi – reaksi kimia dalam lingkungan abiotik sehingga disebut siklus biogeokimia.

B. MENGENAL UNSUR MANGAN (Mn)
Mangan adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan nomor atom 25.

1. SIKLUS UNSUR MANGAN (Mn) PADA TANAMAN
Pertumbuhan, perkembangan dan produksi suatu tanaman ditentukan oleh dua faktor utama yaitu faktor genetik dan faktor lingkungan. Salah satu faktor lingkungan yang sangat menentukan lajunya pertumbuhan, perkembangan da produksi suatu tanaman adalah tersedianya unsur-unsur hara yang cukup di dalam tanah. Diantaranya 105 unsur yang ada di atas permukaan bumi, ternyata baru 16 unsur yang mutlak diperlukan oleh suatu tanaman untuk dapat menyelesaikan siklus hidupnya dengan sempurna. Ke 16 unsur tersebut terdiri dari 9 unsur makro dan 7 unsur mikro. 9 unsur makro dan 7 unsur mikro inilah yang disebut sebagai unsur -unsur esensial. ada tiga kriteria yang harus dipenuhi sehingga suatu unsur dapat disebut sebagai unsur esensial:
a. Unsur tersebut diperlukan untuk menyelesaikan satu siklus hidup tanaman secara normal.
b. Unsur tersebut memegang peran yang penting dalam proses biokhemis tertentu dalam tubuh tanaman dan peranannya tidak dapat digantikan atau disubtitusi secara keseluruhan oleh unsur lain.
c. Peranan dari unsur tersebut dalam proses biokimia tanaman adalah secara langsung dan bukan secara tidak langsung.

Tanah merupakan suatu sistem yang kompleks, berperan sebagai sumber kehidupan tanaman yaitu air, udara dan unsur hara. Tembaga (Cu), seng (Zn), besi (Fe) dan mangan (Mn) merupakan beberapa contoh unsur hara mikro yang esensial bagi tanaman karena walaupun diperlukan dalam jumlah relatif sedikit tetapi sangat besar peranannya dalam metabolisme di dalam tanaman (Cottenie, 1983, Harmsen, 1977).
Pemupukan yang tidak diikuti dengan peningkatan produksi karena hanya memenuhi beberapa unsur hara makro saja, sementara unsur mikro yang lain tidak terpenuhi. Padahal meskipun dibutuhkan dalam jumlah yang lebih sedikit, unsur mikro ini tidak kalah pentingnya dengan unsur hara makro sebagai komponen struktural sel yang terlibat langsung dalam metabolisme sel dan aktivitas enzim.
Ketersediaan unsur-unsur esensial didalam tanaman sangat ditentukan oleh pH. N pada pH 5.5 - 8.5, P pada pH 5.5 - 7.5 sedangkan K pada pH 5.5 - 10 sebaliknya unsur mikro relatif tersedia pada pH rendah. Hal ini disebabkan karena pada pH tersebut semua unsur hara esensial baik makro maupun mikro berbeda dalam keadaan yang siap untuk diserap oleh akar tanaman sehingga dapat menjamin pertumbuhan dan produksi tanaman.
Tingkat ketersediaan unsur hara mikro bagi tanaman sangat tergantung pada pH tanah, proses oksidasi reduksi, adanya unsur yang berlebihan dan bahan organik tanah.
Reaksi unsur hara mikro di dalam tanah pada setiap jenis tanah berbeda-beda. Pada tanah yang ber-pH rendah atau bersifat masam, beberapa unsur mikro lebih banyak tersedia terutama dalam bentuk kation diantaranya Fe, Mn, Zn dan Cu. Bila pH tanah naik maka bentuk ion dari kation tersebut berubah menjadi hidroksida/oksida yang tidak tersedia bagi tanaman. Hal yang perlu diperhatikan dalam hubungannya dengan tanaman adalah bahwa setiap jenis tanaman berbeda-beda kebutuhannya akan unsur mikro sehingga kelebihan sedikit saja akan bersifat racun bagi tanaman.
Pada umumnya proses oksidasi terjadi bila didukung oleh pH yang tinggi sedangkan pada pH yang rendah/masam akan terjadi reduksi. Mn, Fe, dan Cu dalam kondisi teroksidasi umumnya kurang larut pada pH yang biasa dijumpai dalam tanah dibandingkan keadaan tereduksi pada tanah-tanah yang sangat masam (reduktif).
Mangan paling banyak diserap dalam bentuk ion mangan. Keberadaan unsur mangan biasanya bersama-sama dengan unsur besi dan unsur besi biasanya terdapat di air tanah. Air tanah umumnya mempunyai konsentrasi karbon dioksida yang tinggi hasil penguraian kembali zat-zat organik dalam tanah oleh aktivitas mikroorganisme, serta mempunyai konsentrasi oksigen terlarut yang relatif rendah, menyebabkan kondisi anaerobik. Kondisi ini menyebabkan konsentrasi besi dan mangan bentuk mineral tidak larut (Fe3+ dan Mn4+) tereduksi menjadi besi dan mangan yang larut dalam bentuk ion bervalensi dua (Fe2+ dan Mn2+).
Meskipun besi dan mangan pada umumnya terdapat dalam bentuk terlarut bersenyawa dengan bikarbonat dan sulfat, juga ditemukan kedua unsur tersebut bersenyawa dengan hidroden sulfida (H2S).
Berikut ini berbagai bakteri berperan dalam mengkatalis reaksi pengubahan bentuk-bentuk Mn:
– Corynebacterium sp. mengoksidasi kation Mn2+ menjadi Mn4+ (Mn2O3dan MnO2).Mn2+ + ½O2 + H2O  MnO2 + 2H+
– Bacillus pycocyaneus mereduksi Mn4+
(Mn2O3 dan MnO2) menjadi kation Mn2+ yang mudah larut dan lebih mobil pada suasana anaaerob.

2. SIKLUS UNSUR MANGAN (Mn) DI DALAM AIR TANAH
Selain itu besi dan mangan ditemukan pula pada air tanah yang mengandung asam yang berasal dari humus yang mengalami penguraian dan dari tanaman atau tumbuhan yang bereaksi dengan unsur besi untuk membentuk ikatan kompleks organik. konsentrasi mangan pada umumnya kurang dan 1,0 mg/l.
Pada air permukaan yang belum diolah ditemukan konsentrasi mangan rata-rata lebih dari 1 mg/l, walaupun demikian dalam keadaan tertentu unsur mangan dapat timbul dalam konsentrasi besar pada suatu reservoir/tandon atau sungai pada kedalaman dan saat tertentu. Hal ini terjadi akibat adanya aktivitas mikroorganisme dalam menguraikan dan mereduksi bahan organik dan mangan (IV) menjadi mangan (II) pada kondisi hypolimnion (kondisi adanya cahaya matahari).
Mangan terdapat dalam bentuk kompleks dengan bikarbonat, mineral dan organik. Unsur mangan pada air permukaan berupa ion bervalensi empat dalam bentuk organik kompleks.

3. SIKLUS UNSUR MANGAN (Mn) DI DALAM TANAH
Kadar Mn dalam kerak bumi sejkitar 900 ppm dan kadar dalam tanah bervariasi antara 20 ppm sampai 3.000 ppm dan nilai rata-rata yang relative tinggi sebesar 1.000 ppm.

Mangan terdapat dalam tanah berbentuk senyawa oksida, karbonat dan silikat dengan nama sebagai berikut :
Nama Susunan
Pyrolucite
Manganite
Braunite
Hausmanite
rhodochrocit MnO2
MnOOH
(MnSi)2¬¬O3
Mn3O4
MnCO3

Mangan umumnya terdapat dalam batuan primer, terutama dalam bahan ferro magnesium. Mn dilepaskan dari batuan karena proses pelapukan batuan. Hasil pelapukan batuan adalah mineral sekunder terutama pyrolusit (MnO2) dan manganit (MnO(OH)). Kadar Mn dalam tanah berkisar antara 20 sampai 3000 ppm. Bentuk Mn dapat berupa kation Mn++ atau mangan oksida, baik bervalensi dua maupun valensi empat. Penggenangan dan pengeringan yang berarti reduksi dan oksidasi pada tanah berpengaruh terhadap valensi Mn.
Sumber- sumber mangan (Mn) :
a. Batuan mineral Pyroluste Mn O2
b. Batuan mineral Rhodonite Mn SiO3
c. Batuan mineral Rhodochrosit Mn CO3
d. Sisa-sisa tanaman
. Kelarutan Mn dipengaruhi oleh potensial redoks dan pH tanah. Makin tinggi pH, maka makin rendah tingkat kelarutannya. Dimulai pada pH 6,5 sampai reaksi netral dan alkalis dapat terjadi kekahatan Mn dan sebaliknya bila pH tanah rendah kemungkinan yerjadi keracunan Mn (Tanaka dan Yoshida,1970 .Pengapuran yang berlebihan menyebabkan berkurangnya ketersediaan Mn. Pada pH netral sampai alkalis, pengendapan Mn terjadi berupa MnCO3,oksida dan hidroksida Mn¬¬¬¬¬¬++ (Ponnamperuma, 1969).
Disamping dua faktor di atas,ketersediaan Mn tergantung pada macam bahan induk, bahan organic tanah, garam, dan kelembapan tanah. Redoks potensial atau penggenangan berpengaruh terhadap ketersediaan Mn. Dalam suasana tergenang, Mn3+(mangani) direduksi menjadi Mn++(mangano). Dalam bentuk valensi 2 ini, ketersediaan Mn meningkat. Pupuk yang mempunyai reaksi fisiologis asam, misalnya (NH4)2SO4, menyebabkan peningkatan ketersediaan Mn (Cottenie dan Kiekens, 1974). Khelasi Mn, misalnya Mn-EDTA, mudah diusir dengan Zn dan Cu, sehingga apabila digunakan pupuk Khelat Mn dapat berakibat Mn dalam larutan tanah menjadi tinggi dan mudah tercuci.
Para ahli berpendapat bahwa mikrobia mampu melakukan oksidasi terhadap Mn ,misalnya dari genera Arthtrobacter,Bacillus, Klebsiella, Mettalogenium, Pedomicrobium, Pseudomonas, dan dari fungi termasuk genera Cladosperium, Curvularia, Fusarium, dan Chephasporium (Alexander,1977).
Manganit mempunyai struktur kristal monoklin, dengan kristal umumnya prismatik. Manganit dikenal berwarna hitam atau abu-abu baja dengan cerat berwarna coklat tua. Mineral ini mempunyai kekerasan 4 dan berat jenis 4,3. Mineral ini ditemukan berasosiasi dengan oksida mangan yang lain

SUMBER: :

1. Unsur Hara Mikro Esensial Mangan (Mn).2009.http://girlsoilscientist.blogspot.com/2009/03/unsur-hara-mikro-esensial-mangan-mn.htmlahan organik.
Diakses pada 24 Februari 2010 pukul 12:32
2. MANGAN ( Mn ).http://www.tanindo.com/abdi4/hal2701.htm
Diakses pada 24 Februari 2010 pukul 12:35
3. Mangan.http://id.wikipedia.org/wiki/Mangan
Diakses pada 25 Februari 2010 pukul 18:12
4. Daur Biogeokimia.http://gurungeblog.wordpress.com/2008/11/17/daur-biogeokimia/
Diakses pada 25 Februari 2010 pukul 18:17
5. Gusti.2010.Daur Mangan dan Besi.http://gusti0909.wordpress.com/2010/01/12/12/
Diakses pada 25 Februari 2010 pukul 18:25
6. Dhamadharma.2010.Siklus Fosfor di Alam.http://dhamadharma.wordpress.com/2010/02/11/siklus-fosfor-di-alam/
Diakses pada 25 Februari 2010 pukul 18:32