TUGAS
TANAH SEBAGAI LAB. BIOLOGI
TANAH SEBAGAI LAB. BIOLOGI
DI SUSUN
OLEH :
Nama : YOGO TULUS PRASOJO
NIM : B.0111.010
Jurusan : AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS TUNAS PEMBANGUNAN
SURAKARTA
2013
BAHAN
ORGANIK TANAH
Pengertian
Bahan organik merupakan bahan-bahan yang dapat diperbaharui, didaur ulang, dirombak oleh bakteri-bakteri tanah menjadi unsur yang dapat digunakan oleh tanaman tanpa mencemari tanah dan air. Bahan organik tanah merupakan penimbunan dari sisa-sisa tanaman dan binatang yang sebagian telah mengalami pelapukan dan pembentukan kembali. Bahan organik demikian berada dalam pelapukan aktif dan menjadi mangsa serangan jasad mikro. Sebagai akibatnya bahan tersebut berubah terus dan tidak mantap sehingga harus selalu diperbaharui melalui penambahan sisa-sisa tanaman atau binatang.
Bahan organik merupakan bahan-bahan yang dapat diperbaharui, didaur ulang, dirombak oleh bakteri-bakteri tanah menjadi unsur yang dapat digunakan oleh tanaman tanpa mencemari tanah dan air. Bahan organik tanah merupakan penimbunan dari sisa-sisa tanaman dan binatang yang sebagian telah mengalami pelapukan dan pembentukan kembali. Bahan organik demikian berada dalam pelapukan aktif dan menjadi mangsa serangan jasad mikro. Sebagai akibatnya bahan tersebut berubah terus dan tidak mantap sehingga harus selalu diperbaharui melalui penambahan sisa-sisa tanaman atau binatang.
Sumber Bahan Organik
Sumber
primer bahan organik adalah jaringan tanaman berupa akar, batang, ranting,
daun, dan buah. Bahan organik dihasilkan oleh tumbuhan melalui proses
fotosintesis sehingga unsur karbon merupakan penyusun utama dari bahan organik
tersebut. Unsur karbon ini berada dalam bentuk senyawa-senyawa polisakarida,
seperti selulosa, hemiselulosa, pati, dan bahan- bahan pektin dan lignin.
Selain itu nitrogen merupakan unsur yang paling banyak terakumulasi dalam bahan
organik karena merupakan unsur yang penting dalam sel mikroba yang terlibat
dalam proses perombakan bahan organik tanah. Jaringan tanaman ini akan
mengalami dekomposisi dan akan terangkut ke lapisan bawah serta diinkorporasikan
dengan tanah. Tumbuhan tidak saja sumber bahan organik, tetapi sumber bahan
organik dari seluruh makhluk hidup.
Sumber sekunder bahan
organik adalah fauna. Fauna terlebih dahulu harus menggunakan bahan organik
tanaman setelah itu barulah menyumbangkan pula bahan organik. Bahan organik
tanah selain dapat berasal dari jaringan asli juga dapat berasal dari bagian
batuan.
Perbedaan sumber bahan organik tanah tersebut akan memberikan perbedaan pengaruh yang disumbangkannya ke dalam tanah. Hal itu berkaitan erat dengan komposisi atau susunan dari bahan organik tersebut. Kandungan bahan organik dalam setiap jenis tanah tidak sama. Hal ini tergantung dari beberapa hal yaitu; tipe vegetasi yang ada di daerah tersebut, populasi mikroba tanah, keadaan drainase tanah, curah hujan, suhu, dan pengelolaan tanah. Komposisi atau susunan jaringan tumbuhan akan jauh berbeda dengan jaringan binatang. Pada umumnya jaringan binatang akan lebih cepat hancur daripada jaringan tumbuhan. Jaringan tumbuhan sebagian besar tersusun dari air yang beragam dari 60-90% dan rata-rata sekitar 75%. Bagian padatan sekitar 25% dari hidrat arang 60%, protein 10%, lignin 10-30% dan lemak 1-8%. Ditinjau dari susunan unsur karbon merupakan bagian yang terbesar (44%) disusul oleh oksigen (40%), hidrogen dan abu masing-masing sekitar 8%. Susunan abu itu sendiri terdiri dari seluruh unsur hara yang diserap dan diperlukan tanaman kecuali C, H dan O.
Humus
Humus merupakan salah satu bentuk bahan organik. Jaringan asli berupa tubuh tumbuhan atau fauna baru yang belum lapuk terus menerus mengalami serangan-serangan jasad mikro yang menggunakannya sebagai sumber energinya dan bahan bangunan tubuhnya. Hasil pelapukan bahan asli yang dilakukan oleh jasad mikro disebut humus.Humus biasanya berwarna gelap dan dijumpai terutama pada lapisan tanah atas. Definisi humus yaitu fraksi bahan organik tanah yang kurang lebih stabil, sisa dari sebagian besar residu tanaman serta binatang yang telah terdekomposisikan.
Humus merupakan salah satu bentuk bahan organik. Jaringan asli berupa tubuh tumbuhan atau fauna baru yang belum lapuk terus menerus mengalami serangan-serangan jasad mikro yang menggunakannya sebagai sumber energinya dan bahan bangunan tubuhnya. Hasil pelapukan bahan asli yang dilakukan oleh jasad mikro disebut humus.Humus biasanya berwarna gelap dan dijumpai terutama pada lapisan tanah atas. Definisi humus yaitu fraksi bahan organik tanah yang kurang lebih stabil, sisa dari sebagian besar residu tanaman serta binatang yang telah terdekomposisikan.
Humus
merupakan bentuk bahan organik yang lebih stabil, dalam bentuk inilah bahan
organik banyak terakumulasi dalam tanah. Humus memiliki kontribusi terbesar terhadap
durabilitas dan kesuburan tanah. Humuslah yang aktif dan bersifat menyerupai
liat, yaitu bermuatan negatif. Tetapi tidak seperti liat yang kebanyakan
kristalin, humus selalu amorf (tidak beraturan bentuknya).
Humus
merupakan senyawa rumit yang agak tahan lapuk (resisten), berwarna coklat,
amorf, bersifat koloidal dan berasal dari jaringan tumbuhan atau hewan yang
telah diubah atau dibentuk oleh berbagai jasad mikro. Humus tidaklah resisten
sama sekali terhadap kerja bakteri. Mereka tidak stabil terutama apabial
terjadi perubahan regim suhu, kelembapan dan aerasi.Adanya humus pada tanah
sangat membantu mengurangi pengaruh buruk liat terhadap struktur tanah, dalam
hal ini humus merangsang granulasi agregat tanah. Kemampuan humus menahan air
dan ion hara melebihi kemampuan liat. Tinggi daya menahan (menyimpan) unsur
hara adalah akibat tingginya kapasitas tukar kation dari humus, karena humus
mempunyai beberapa gugus yang aktif terutama gugus karboksil. Dengan sifat
demikian keberadaan humus dalam tanah akan membantu meningkatkan produktivitas
tanah.
Sifat dan Ciri Humus
· Bersifat koloidal seperti liat tetapi amorfous.
· Luas permukaan dan daya jerap jauh melebihi liat.
· Kapasitas
tukar kation 150-300 me/100 g, liat hanya 8-100 me/100 g.
· Daya
jerap air 80-90% dari bobotnya, liat hanya 15-20%.
· Daya kohesi dan
plastisitasnya rendah sehingga mengurangi sifat lekat dari liat dan membantu granulasi agregat tanah.
· Misel humus
tersusun dari lignin, poliuronida, dan protein liat yang didampingi oleh C, H,
O, N, S, P dan unsur lainnya.
· Muatan negatif
berasal dari gugus -COOH dan -OH yang tersembul di pinggiran dimana ion H dapat
digantikan oleh kation lain.
· Mempunyai
kemampuan meningkatkan unsur hara tersedia seperti Ca, Mg, dan K.
1. Merupakan sumber energi jasad mikro.
2. Memberikan warna gelap pada tanah.
Faktor yang
Mempengaruhi Bahan Organik Tanah
Diantara
sekian banyak faktor yang mempengaruhi kadar bahan organik dan nitrogen tanah,
faktor yang penting adalah kedalaman tanah, iklim, tekstur tanah dan drainase.
Kedalaman lapisan
menentukan kadar bahan organik dan N. Kadar bahan organik terbanyak ditemukan
di lapisan atas setebal 20 cm (15-20%). Semakin ke bawah kadar bahan organik
semakin berkurang. Hal itu disebabkan akumulasi bahan organik memang
terkonsentrasi di lapisan atas.
Faktor
iklim yang berpengaruh adalah suhu dan curah hujan. Makin ke daerah dingin,
kadar bahan organik dan N makin tinggi. Pada kondisi yang sama kadar bahan
organik dan N bertambah 2 hingga 3 kali tiap suhu tahunan rata-rata turun 100C.
bila kelembaban efektif meningkat, kadar bahan organik dan N juga bertambah.
Hal itu menunjukkan suatu hambatan kegiatan organisme tanah.
Tekstur
tanah juga cukup berperan, makin tinggi jumlah liat maka makin tinggi kadar bahan
organik dan N tanah, bila kondisi lainnya sama. Tanah berpasir memungkinkan
oksidasi yang baik sehingga bahan organik cepat habis.
Pada
tanah dengan drainase buruk, dimana air berlebih, oksidasi terhambat karena
kondisi aerasi yang buruk. Hal ini menyebabkan kadar bahan organik dan N tinggi
daripada tanah berdrainase baik. Disamping itu vegetasi penutup tanah dan
adanya kapur dalam tanah juga mempengaruhi kadar bahan organik tanah. Vegetasi
hutan akan berbeda dengan padang rumput dan tanah pertanian. Faktor-faktor ini
saling berkaitan, sehingga sukar menilainya sendiri (Hakim et al, 1986).
Peranan Bahan Organik
Bagi Tanah
Bahan
organik berperan penting untuk menciptakan kesuburan tanah. Peranan bahan
organik bagi tanah adalah dalam kaitannya dengan perubahan sifat-sifat tanah,
yaitu sifat fisik, biologis, dan sifat kimia tanah. Bahan organik merupakan
pembentuk granulasi dalam tanah dan sangat penting dalam pembentukan agregat
tanah yang stabil. Bahan organik adalah bahan pemantap agregat tanah yang tiada
taranya. Melalui penambahan bahan organik, tanah yang tadinya berat menjadi
berstruktur remah yang relatif lebih ringan. Pergerakan air secara vertikal
atau infiltrasi dapat diperbaiki dan tanah dapat menyerap air lebih cepat
sehingga aliran permukaan dan erosi diperkecil. Demikian pula dengan aerasi
tanah yang menjadi lebih baik karena ruang pori tanah (porositas) bertambah
akibat terbentuknya agregat.
Bahan
organik umumnya ditemukan dipermukaan tanah. Jumlahnya tidak besar, hanya
sekitar 3-5% tetapi pengaruhnya terhadap sifat-sifat tanah besar sekali.
Sekitar setengah dari kapasitas tukar kation berasal dari bahan organik. Ia
merupakan sumber hara tanaman. Disamping itu bahan organik adalah sumber energi
bagi sebagian besar organisme tanah. Dalam memainkan peranan tersebut bahan
organik sangat ditentukan oleh sumber dan susunannya, oleh karena kelancaran
dekomposisinya, serta hasil dari dekomposisi itu sendiri.
Pengaruh Bahan Organik
pada Sifat Fisika Tanah
· Meningkatkan kemampuan tanah menahan air. Hal ini dapat dikaitkan
dengan sifat polaritas air yang bermuatan negatif dan positif yang selanjutnya
berkaitan dengan partikel tanah dan bahan organik. Air tanah mempengaruhi
mikroorganisme tanah dan tanaman di atasnya. Kadar air optimal bagi tanaman dan
mikroorganisme adalah 0,5 bar/ atmosfer.
· Warna tanah
menjadi coklat hingga hitam. Hal ini meningkatkan penyerapan energi radiasi matahari
yang kemudian mempengaruhi suhu tanah.
· Merangsang
granulasi agregat dan memantapkannya
· Menurunkan
plastisitas, kohesi dan sifat buruk lainnya dari liat.
Salah satu peran bahan
organik yaitu sebagai granulator, yaitu memperbaiki struktur tanah. Menurut
Arsyad (1989) peranan bahan organik dalam pembentukan agregat yang stabil
terjadi karena mudahnya tanah membentuk kompleks dengan bahan organik. Hai ini
berlangsung melalui mekanisme:
· Penambahan
bahan organik dapat meningkatkan populasi mikroorganisme tanah, diantaranya
jamur dan cendawan, karena bahan organik digunakan oleh mikroorganisme tanah
sebagai penyusun tubuh dan sumber energinya. Miselia atau hifa cendawan
tersebut mampu menyatukan butir tanah menjadi agregat, sedangkan bakteri berfungsi
seperti semen yang menyatukan agregat.
· Peningkatan
secara fisik butir-butir prima oleh miselia jamur dan aktinomisetes. Dengan
cara ini pembentukan struktur tanpa adanya fraksi liat dapat terjadi dalam
tanah.
· Peningkatan
secara kimia butir-butir liat melalui ikatan bagian-bagian pada senyawa organik
yang berbentuk rantai panjang.
· Peningkatan
secara kimia butir-butir liat melalui ikatan antar bagian negatif liat dengan
bagian negatif (karbosil) dari senyawa organik dengan perantara basa dan ikatan
hidrogen.
· Peningkatan
secara kimia butir-butir liat melalui ikatan antara bagian negatif liat dan
bagian positf dari senyawa organik berbentuk rantai polimer.
Pengaruh Bahan Organik
pada Sifat Kimia Tanah
Meningkatkan
daya jerap dan kapasitas tukar kation (KTK). Sekitar setengah dari kapasitas
tukar kation (KTK) tanah berasal dari bahan organik. Bahan organik dapat
meningkatkan kapasitas tukar kation dua sampai tiga puluh kali lebih besar
daripada koloid mineral yang meliputi 30 sampai 90% dari tenaga jerap suatu
tanah mineral. Peningkatan KTK akibat penambahan bahan organik dikarenakan
pelapukan bahan organik akan menghasilkan humus (koloid organik) yang mempunyai
permukaan dapat menahan unsur hara dan air sehingga dapat dikatakan bahwa
pemberian bahan organik dapat menyimpan pupuk dan air yang diberikan di dalam
tanah. Peningkatan KTK menambah kemampuan tanah untuk menahan unsur- unsur
hara.
Unsur
N,P,S diikat dalam bentuk organik atau dalam tubuh mikroorganisme, sehingga
terhindar dari pencucian, kemudian tersedia kembali. Berbeda dengan pupuk
komersil dimana biasanya ditambahkan dalam jumlah yang banyak karena sangat
larut air sehingga pada periode hujan terjadi kehilangan yang sangat tinggi,
nutrien yang tersimpan dalam residu organik tidak larut dalam air sehingga
dilepaskan oleh proses mikrobiologis. Kehilangan karena pencucian tidak
seserius seperti yang terjadi pada pupuk komersil. Sebagai hasilnya kandungan
nitrogen tersedia stabil pada level intermediet dan mengurangi bahaya
kekurangan dan kelebihan. Bahan organik berperan sebagai penambah hara N, P, K
bagi tanaman dari hasil mineralisasi oleh mikroorganisme. Mineralisasi
merupakan lawan kata dari immobilisasi. Mineralisasi merupakan transformasi
oleh mikroorganisme dari sebuah unsur pada bahan organik menjadi anorganik,
seperti nitrogen pada protein menjadi amonium atau nitrit. Melalui
mineralisasi, unsur hara menjadi tersedia bagi tanaman.
Meningkatkan
kation yang mudah dipertukarkan dan pelarutan sejumlah unsur hara dari mineral
oleh asam humus. Bahan organik dapat menjaga keberlangsungan suplai dan
ketersediaan hara dengan adanya kation yang mudah dipertukarkan. Nitrogen,
fosfor dan belerang diikat dalam bentuk organik dan asam humus hasil
dekomposisi bahan organik akan mengekstraksi unsur hara dari batuan mineral.
Mempengaruhi kemasaman atau pH. Penambahan bahan organik dapat meningkatkan
atau malah menurunkan pH tanah, hal ini bergantung pada jenis tanah dan bahan
organik yang ditambahkan. Penurunan pH tanah akibat penambahan bahan organik
dapat terjadi karena dekomposisi bahan organik yang banyak menghasilkan
asam-asam dominan. Sedangkan kenaikan pH akibat penambahan bahan organik yang
terjadi pada tanah masam dimana kandungan aluminium tanah tinggi , terjadi
karena bahan organik mengikat Al sebagai senyawa kompleks sehingga tidak
terhidrolisis lagi .
Peranan
bahan organik terhadap perbaikan sifat kimia tanah tidak terlepas dalam
kaitannya dengan dekomposisi bahan organik, karena pada proses ini terjadi
perubahan terhadap komposisi kimia bahan organik dari senyawa yang kompleks
menjadi senyawa yang lebih sederhana. Proses yang terjadi dalam dekomposisi
yaitu perombakan sisa tanaman atau hewan oleh miroorganisme tanah atau
enzim-enzim lainnya, peningkatan biomassa organisme, dan akumulasi serta pelepasan
akhir. Akumulasi residu tanaman dan hewan sebagai bahan organik dalam tanah
antara lain terdiri dari karbohidrat, lignin, tanin, lemak, minyak, lilin,
resin, senyawa N, pigmen dan mineral, sehingga hal ini dapat menambahkan
unsur-unsur hara dalam tanah.
Pengaruh Bahan Organik
pada Sifat Biologi Tanah
Jumlah
dan aktivitas metabolik organisme tanah meningkat. Secara umum, pemberian bahan
organik dapat meningkatkan pertumbuhan dan aktivitas mikroorganisme. Bahan
organik merupakan sumber energi dan bahan makanan bagi mikroorganisme yang
hidup di dalam tanah. Mikroorganisme tanah saling berinteraksi dengan
kebutuhannya akan bahan organik karena bahan organik menyediakan karbon sebagai
sumber energi untuk tumbuh.
Kegiatan jasad mikro dalam membantu dekomposisi bahan organik meningkat. Bahan organik segar yang ditambahkan ke dalam tanah akan dicerna oleh berbagai jasad renik yang ada dalam tanah dan selanjutnya didekomposisisi jika faktor lingkungan mendukung terjadinya proses tersebut. Dekomposisi berarti perombakan yang dilakukan oleh sejumlah mikroorganisme (unsur biologi dalam tanah) dari senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana. Hasil dekomposisi berupa senyawa lebih stabil yang disebut humus. Makin banyak bahan organik maka makin banyak pula populasi jasad mikro dalam tanah.
Kegiatan jasad mikro dalam membantu dekomposisi bahan organik meningkat. Bahan organik segar yang ditambahkan ke dalam tanah akan dicerna oleh berbagai jasad renik yang ada dalam tanah dan selanjutnya didekomposisisi jika faktor lingkungan mendukung terjadinya proses tersebut. Dekomposisi berarti perombakan yang dilakukan oleh sejumlah mikroorganisme (unsur biologi dalam tanah) dari senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana. Hasil dekomposisi berupa senyawa lebih stabil yang disebut humus. Makin banyak bahan organik maka makin banyak pula populasi jasad mikro dalam tanah.
Peranan Bahan Organik
Bagi Tanaman
Bahan
organik memainkan beberapa peranan penting di tanah. Sebab bahan organik
berasal dari tanaman yang tertinggal, berisi unsur-unsur hara yang dibutuhkan
untuk pertumbuhan tanaman. Bahan organik mempengaruhi struktur tanah dan
cenderung untuk menjaga menaikkan kondisi fisik yang diinginkan. Peranan bahan
organik ada yang bersifat langsung terhadap tanaman, tetapi sebagian besar
mempengaruhi tanaman melalui perubahan sifat dan ciri tanah.
Pengaruh Langsung
Bahan Organik pada Tanaman
Melalui
penelitian ditemukan bahwa beberapa zat tumbuh dan vitamin dapat diserap
langsung dari bahan organik dan dapat merangsang pertumbuhan tanaman. Dulu
dianggap orang bahwa hanya asam amino, alanin, dan glisin yang diserap tanaman.
Serapan senyawa N tersebut ternyata relatif rendah daripada bentuk N lainnya.
Tidak dapat disangkal lagi bahwa bahan organik mengandung sejumlah zat tumbuh
dan vitamin serta pada waktu-waktu tertentu dapat merangsang pertumbuhan
tanaman dan jasad mikro.
Bahan
organik ini merupakan sumber nutrien inorganik bagi tanaman. Jadi tingkat
pertumbuhan tanaman untuk periode yang lama sebanding dengan suplai nutrien
organik dan inorganik. Hal ini mengindikasikan bahwa peranan langsung utama
bahan organik adalah untuk menyuplai nutrien bagi tanaman. Penambahan bahan
organik kedalam tanah akan menambahkan unsur hara baik makro maupun mikro yang
dibutuhkan oleh tumbuhan, sehingga pemupukan dengan pupuk anorganik yang biasa
dilakukan oleh para petani dapat dikurangi kuantitasnya karena tumbuhan sudah
mendapatkan unsur-unsur hara dari bahan organik yang ditambahkan kedalam tanah
tersebut. Efisiensi nutrisi tanaman meningkat apabila pememukaan tanah
dilindungi dengan bahan organik.
Pengaruh Tidak Langsung Bahan Organik pada Tanaman
Pengaruh Tidak Langsung Bahan Organik pada Tanaman
Sumbangan
bahan organik terhadap pertumbuhan tanaman merupakan pengaruhnya terhadap
sifat-sifat fisik, kimia dan biologis dari tanah. Bahan organik tanah
mempengaruhi sebagian besar proses fisika, biologi dan kimia dalam tanah. Bahan
organik memiliki peranan kimia di dalam menyediakan N, P dan S untuk tanaman
peranan biologis di dalam mempengaruhi aktifitas organisme mikroflora dan
mikrofauna, serta peranan fisik di dalam memperbaiki struktur tanah dan
lainnya.
Hal ini
akan mempengaruhi pertumbuhan tanaman yang tumbuh di tanah tersebut. Besarnya
pengaruh ini bervariasi tergantung perubahan pada setiap faktor utama
lingkungan. Sehubungan dengan hasil-hasil dekomposisi bahan organik dan
sifat-sifat humus maka dapat dikatakan bahwa bahan organik akan sangat
mempengaruhi sifat dan ciri tanah. Peranan tidak langsung bahan organik bagi
tanaman meliputi :
· Meningkatkan ketersediaan air bagi tanaman. Bahan organik dapat
meningkatkan kemampuan tanah menahan air karena bahan organik, terutama yang
telah menjadi humus dengan ratio C/N 20 dan kadar C 57% dapat menyerap air 2-4
kali lipat dari bobotnya. Karena kandungan air tersebut, maka bahan organik
terutama yang sudah menjadi humus dapat menjadi penyangga bagi ketersediaan air.
· Membentuk kompleks dengan unsur mikro sehingga melindungi
unsur-unsur tersebut dari pencucian. Unsur N,P,S diikat dalam bentuk organik
atau dalam tubuh mikroorganisme, sehingga terhindar dari pencucian, kemudian
tersedia kembali.
· Meningkatkan kapasitas
tukar kation tanah Peningkatan KTK menambah kemampuan tanah untuk menahan
unsur- unsur hara.
· Memperbaiki
struktur tanah Tanah yang mengandung bahan organik berstruktur gembur, dan
apabila dicampurkan dengan bahan mineral akan memberikan struktur remah dan
mudah untuk dilakukan pengolahan. Struktur tanah yang demikian merupakan sifat
fisik tanah yang baik untuk media pertumbuhan tanaman. Tanah yang bertekstur
liat, pasir, atau gumpal akan memberikan sifat fisik yang lebih baik bila
tercampur dengan bahan organik.
· Mengurangi
erosi
· Memperbaiki
agregasi tanah. Bahan organik merupakan pembentuk granulasi dalam tanah dan
sangat penting dalam pembentukan agregat tanah yang stabil. Bahan organik
adalah bahan pemantap agregat tanah yang tiada taranya. Melalui penambahan
bahan organik, tanah yang tadinya berat menjadi berstruktur remah yang relatif
lebih ringan. Pergerakan air secara vertikal atau infiltrasi dapat diperbaiki
dan tanah dapat menyerap air lebih cepat sehingga aliran permukaan dan erosi diperkecil.
Demikian pula dengan aerasi tanah yang menjadi lebih baik karena ruang pori
tanah (porositas) bertambah akibat terbentuknya agregat.
· Menstabilkan
temperatur. Bahan organik dapat menyerap panas tinggi dan dapat juga menjadi
isolator panas karena mempunyai daya hantar panas yang rendah, sehingga
temperatur optimum yang dibutuhkan oleh tumbuhan untuk pertumbuhannya dapat
terpenuhi dengan baik.
· Meningkatkan
efisiensi pemupukan
Secara umum, pemberian
bahan organik dapat meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman. Demikian
pula dengan peranannya dalam menanggulangi erosi dan produktivitas lahan.
Penambahan bahan organik akan lebih baik jika diiringi dengan pola penanaman
yang sesuai, misalnya dengan pola tanaman sela pada sistem tumpangsari. Pengelolaan
tanah atau lahan yang sesuai akan mendukung terciptanya suatu konservasi bagi
tanah dan air serta memberikan keuntungan tersendiri bagi manusia.
SUMBER KEHIDUPAN YANG DINAMIS
Tanah, seperti halnya
manusia memiliki keterbatasan kemampuan untuk mempertahankan apalagi
meningkatkan produktivitasnya. Penurunan produktivitas umumnya diakibatkan oleh
penurunan daya tahan tubuh. Penurunan daya tahan tubuh (manusia ataupun tanah),
baik oleh fator internal, maupun eksternal yang akhirnya dapat mengusung sistem
tubuh tersebut ke arah gangguan kesehatan (sakit).
Di dalam ilmu tanah
pertanian, tanah diidentifikasikan memiliki “tubuh (profil) tanah”, sehingga
dapat dibedakan antara satu jenis tanah terhadap jenis tanah lainnya. Secar
ilmiah, tanah didefenisikan sebagai “benda alam di permukaan bumi yang tersusun
dalam horizon-horizon (lapisan-lapisan) dan terdiri dari campuran bahan
mineral, bahan organik, air, dan udara, dan merupakan media untuk tumbuhnya
tanaman”.
Dari defenisi ilmiah
tentang tanah tersebut dapat diketahui bahwa tanah tersusun dari empat bahan
(komponen) utama yaitu: bahan mineral, bahan organik, air, dan udara.
Bahan-bahan penyusun tanah ini kadarnya berbeda-beda untuk setiap jenis tanah,
begitupun untuk setiap lapisan tanah. Pada tanah lapisan atas (area perakaran
tanaman) yang baik (ideal) untuk pertumbuhan tanaman apabila mengandung 45%
bahan mineral, 5% bahan organik, 20-30% air, dan 20-30% udara. Perubahan
komposisi ideal ini dapat terjadi akibat intensitas penggunaan tanah yang
tinggi, pencucian dan erosi. Komposisi yang berubah menyebabkan berubahnya
kemampuan tanah dalam mendukung produktivitas tanaman.
TANAH
SAKIT DAN FAKTOR PENYEBAB
Telah disebutkan di
atas, tanah sakit atau dalam bahasa yang lebih populer tanah yang menurun
produktifitasnya, dapat disebabkan salah satunya oleh faktor internal, terutama
asupan energi (bahan makanan) yang kurang dan tidak seimbang. Bahan makanan
utama tanah adalah bahan organik. Seperti halnya manusia, untuk hidup sehat harus
mengkonsumsi cukup air, udara, dan makanan. Bahan makanan utama manusia juga
bahan organik (beras, sayur, daging, susu, dan lain-lain) yang mengandung zat
gizi seperti karbohidrat, protein, lemak, vitamin, mineral, dan lain-lain.
Bahan makanan dikatakan
memiliki kualitas yang baik apabila kandungan zat gizinya tinggi dan berimbang.
Bahan makanan dengan zat gizi yang baik akan mendukung kesehatan tubuh.
Demikian halnya dengan tanah, berkurangnya kandungan bahan organik (kurang dari
5%) dan rendahnya kualitas bahan organik yang ditambahkan ke dalam tanah
menyebabkan tanah menjadi sakit (kurang makan atau kurang gizi) yang
mengakibatkan berkurangnya kemampuan tanah untuk mendukung produksi tanaman
secara maksimal.
Bahan organik tanah
begitu penting dalam mendukung produktivitas tanah dan tanaman karena berperan
dalam memperbaiki seluruh aspek produktivitas tanah atau seluruh sifat dan
prilaku tanah. Ditinjau dari sifat fisika tanah, bahan organik berperan dalam
memperbesar prositas (kegemburan) tanah melalui penurunan berat volume (bulk
density), tetapi tanah memiliki kemantapan agregat yang tinggi karena fungsinya
sebagai cementing agent (zat perekat antar butir/partikel tanah). Dengan
demikian, udara mudah beredar atau bertukar antara udara atmosfer (di atas
permukaan tanah) dengan udara di dalam pori-pori tanah (aerase baik), perakaran
mudah berpenetrasi di dalam matrik atau diantara butir-butir agregat tanah.
Terhadap sifat kimia
tanah, bahan organik dapat memperbesar nilai kapasitas tukar kation tanah sehingga
dapat menjerap hara lebih banyak, menyumbang hara ke dalam tanah, terutama hara
N, P, S, dan unsur hara mikro, menurunkan tingkat keracunan Al dan Fe karena
sebagian besar Al dan Fe-dapat dipertukakan (ion Al dan Fe) di dalam tanah
dapat membentuk senyawa komplek dengan senyawa organik (chelation).
Bahan organik juga
memperbaiki kehidupan mikroorganisme (sifat biologi) tanah. Bahan organik yang
cukup dan memiliki kualitas yang baik (nilai gizi yang tinggi dan berimbang)
merangsang pertumbuhan dan peningkatan keanekaragaman mikrobia dalam tanah.
Jumlah dan aktifitas yang tinggi dari mikrobia dalam tanah dapat membantu
pelarutan bahan mineral dan bahan organik (unsur hara) tanah sehingga unsur
hara cukup tersedia bagi tanaman.
Jadi keberadan bahan organik
yang cukup dan berkualitas di dalam tanah, bukan hanya sebagai sumber unsur
hara saja, namun lebih jauh lagi berperan dalam semua sifat dan prilaku tanah
(memperbaiki sifat fisika, kimia, dan biologi tanah), bahkan dapat menekan laju
erosi dan pencucian unsur hara di dalam tanah. Kemantapan agregat dan daya
sangga serta porositas tanah yang tinggi akibat kecukupan bahan organik dalam
tanah dapat menekan laju erosi dan pencucian hara dimaksud karena tanah tidak
mudah pecah oleh energi kinetik curah hujan, air mudah diserap masuk ke dalam
tanah, dan unsur hara banyak tertahan dalam mikro sel (misel) tanah.
KADAR
BAHAN ORGANIK TANAH PERTANIN KITA
Berbagai kajian
mendapatkan bahwa tanah-tanah pertanian kita, baik tanah sawah, apalagi tanah
tegalan (lahan kering) memiliki bahan organik yang jauh lebih rendah dari kadar
bahan organik ideal yang disyaratkan (sekitar 5%) (Tabel 1).
Dari Tabel 1 dapat kita ketahui bahwa
tanah-tanah pertanian di beberapa wilayah di Sumatera Utara yang secara
intensif digunakan, baik untuk tanaman lahan kering, maupun lahan padi sawah
memiliki kadar bahan organik yang rendah sampai sangat rendah sehingga daya
dukungnya terhadap produksi tanaman juga rendah. Tanah-tanah demikian yang
diindikasikan sebagai tanah sakit karena sumber energi atau bahan makanannya
sangat rendah. Seperti telah disebutkan di atas bahwa dengan rendahnya
kandungan bahan organik pada suatu tanah maka fungsi tanah sebagai media tumbuh
tanaman yang diemban oleh sifat-sifat tanahnya akan berkurang karena daya sangga
dan agregasi lemah, kemampuan menyerap air rendah, unsur hara tersedia juga
rendah dan lain sebagainya.
TANAH
MATI OLEH EROSI DAN SEDIMENTASI
Erosi merupakan faktor
ekternal penyebab tanah-tanah pertanian menjadi sakit atau bahkan mati. Erosi
pada awalnya akan memindahkan bahan organik dan liat dari dalam tanah
(selektifitas erosi) ke badan-badan air (sungai) yang kemudian diendapkan di
buffer area sungai atau terbuang ke muara dan ke lautan. Erosi yang terus
berlanjut akan mengikis permukaan tanah atau bagian tanah yang lembut (horizon
A dan B), sehingga horizon C (bahan induk) dan bahkan horizon R (batuan induk)
muncul ke permukaan. Fenomena ini tejadi secara berkelanjutan pada hampir semua
lahan pertanian kita, terutama pada sistem pertanian lahan kering. Pada tahap
ini tanah dikategorikan sakit parah dan bahkan dapat dikatakan sebagai tanah
yang mati.
Tanah mati dapat juga
disebabkan oleh longsor di bagian hulu (daerah berlereng) dan tertimbun oleh
longsoran atau endapan lumpur pada bagian lain di bawahnya. Tanah tertimbun
oleh larva atau lahar pada peristiwa erupsi (peletusan gunung berapi) dapat
digolongkan sebagai tanah mati.
PENYEBAB
UTAMA BERKURANGNYA BAHAN ORGANIK TANAH
Sedikitnya ada dua
penyebab utama berkurangnya/hilangnya bahan organik dari dalam tanah-tanah
petanian, yaitu: (1) erosi, dan (2) dibuang lewat panen. Beberapa penelitian
menunjukkan bahwa bahan oraganik yang tebuang akibat erosi berkisar antara
5,38-17.06 kg/hektar dengan erosi berkisar antara 66,5-96,1 ton per hektar.
Selain itu, erosi dapat pula menyebabkan kehilangan hara, terutama hara N, P
dan K (Tabel 2).
Bahan organik banyak
terbuang dari lahan pertanian karena terbawa panen. pembuangan bahan organik
ini diperparah lagi akibat adanya kebiasaan petani membakar bahan organik sisa
tanaman sebelumnya (jerami atau serasah) pada saat akan dilakukan pengolahan
tanah untuk persiapan musim tanam berikutnya. Pembakaran bahan organik sisa
tanaman sebelumnya tersebut justru meningkatkan pengurasan bahan organik secara
berlebihan dari dalam tanah. Bahan organik yang dibakar, disamping berubah dari
bahan organik menjadi bahan mineral (dalam bentuk abu atau arang), bahan
organik yang ada di dalam matriks tanah permukaan pun ikut terdegradasai akibat
adanya pembakaran jerami atau sisa tanaman di atas permukaan tanah.
Bahan organik yang
dipanen atau dibuang (disingkirkan atau dibakar) sebenarnya mengandung hara
yang tinggi, sehingga panen dan pembuangan serasah dari areal lahan pertanian
berarti membuang unsur hara dari lahan dimaksud. Unsur hara utama N, P dan K
yang terangkut panen untuk setiap ton hasil panen beberapa jenis tanaman
disajikan pada Tabel 3.
Rerata hara terangkut
panen khusus pada tanaman padi varietas unggul disajikan pada Tabel 4.
PEMULIHAN
KESEHATAN TANAH
Bedasarkan uraian di
atas dapat diketahui bahwa tindakan kunci untuk memulihkan kesehatan tanah atau
memelihara agar tanah tidak sakit adalah dengan mengembalikan bahan organik
sebanyak mungkin ke dalam tanah, sekurang-kurangnya sampai tanah mengandung
bahan organik minimal 3%. Sudah barang tentu kesehatan tanah akan lebih baik,
apabila bahan organik yang diberikan juga memiliki kualitas yang lebih baik.
Kualitas bahan organik
ditentukan oleh kandungan unsur hara bahan organik tersebut (sumber bahan
oragnik), disamping tingkat dekomposisi (tingkat pelapukan)-nya. Dari Tabel 3
dan 4 dapat diketahui bahwa bahan organik yang memiliki kualitas terbaik adalah
bahan organik yang bersumber dari tanaman Leguminosa (tanaman kacang-kacangan,
termasuk kacang tanah), jerami padi dan jagung. Ini ditandai dengan kandungan
unsur hara yang lebih tinggi dibandingkan bahan organik lainnya. Oleh sebab
itu, pengembalian bahan organik sebagai mulsa (Gambar 1 dan 2) atau dibenamkan
ke dalam tanah pada saat pengolahan tanah, dapat memperbaiki dan mempertahankan
kesehatan tanah.
Sumber bahan organik
yang terbaik untuk memperbaiki dan mempertahankan kesuburan tanah adalah kompos
dan pupuk kandang. Seperti halnya serasah sisa tanaman, kulalitas pupuk kandang
juga tergantung tingkat kematangan dan kandungan unsur hara yang dikandungnya.
Pupuk kandang unggas umumnya lebih baik dibandingkan pupuk kandang lainnya
(Tabel 5 dan 6).
Gambar 1. Penggunaan
mulsa jerami jagung pada pertanaman jagung
Berbagai percobaan
menunjukkan bahwa diperlukan pengembalian bahan organik berupa pupuk kandang
sebanyak rata-rata 18 ton per hektar per tahun untuk mempertahankan agar tanah
yang subur di daerah tropis basah tetap subur.
Pengembalian bahan
organik ke dalam tanah disamping dapat meningkatkan kesuburan tanah dapat pula
menurunkan laju erosi tanah. Pengembalian bahan organik sebagai mulsa (Gambar
1) dapat menurunkan laju erosi hingga ke tingkat diperblehkan. Pengendalian
erosi memang tidak harus sampai tidak terjadi sama sekali erosi karena hal ini
tidak mungkin dilakukan sepanjang permukaan bumi ini masih memiliki relief
sebagaimana landskap yang ada sekarang ini. Namun erosi harus dikendalikan
sampai ket ingkat diperbolehkan. Erosi diperbolehkan adalah erosi yang terjadi
di suatu lahan yang tidak melebihi tingkat perkembangan atau pembentukan
tanahnya. Erosi kurang dari rata-rata 25 ton/ha/thn pada tanah yang relatif
datar dan dalam atau kurang dari 12,5 ton/ha/thn pada tanh miring masih
dianggap tidak membahayakan tanahnya karena laju pembentukan tanahnya dapat
melebihi laju erosi tersebut. Oleh sebab itu, nilai erosi sebesar 12,5-25
ton/ha/thn dianggap sebagai batas maksimum erosi yang diperbolehkan (erosi yang
ditoleransikan).
AKUMULASI
UNSUR HARA DI DALAM TANAH LAPISAN BAWAH DAN UPAYA PEMBERDAYAANNYA
Kebijakan intensifikasi
pertanian yang dicanangkan sejak dimulainya program Bimas-Inmas pada tahun
1970-an, maka tindakan pemupukan secara terus menerus dan tidak terkendali
hingga saat ini masih terus berlangsung. Tindakan pemupukan pada setiap
budidaya tanaman pertanian pun seperti tidak dapat dihindari lagi karena
tanah-tanah pertanian kita menjadi sangat miskin hara yang salah satunya
disebabkan oleh pengurasan bahan organik, sebagaimna telah diuraikan di atas.
Di sisi lain disadari
pula bahwa tidak semua unsur hara yang diberikan ke dalam tanah melalui
pemupukan diserap tanaman. Pupuk TSP atau SP-36 misalnya, hanya sekitar 13-18%
yang diserap tanaman untuk setiap musim tanam. Selebihnya akan tersimpan di
dalam tanah, baik yang terikat kuat pada matrik tanah (fiksasi), maupun
dimanfaatkan oleh mikrobia tanah.
Hara yang tinggal dalam
tanah secara terus menerus sepanjang tindakan pemupukan juga secara terus
menerus dilakukan akan terakumulai sebagai residu di dalam tanah lapisan bawah,
pada kedalaman lebih dari 30 cm. Residu hara ini akan tetap tinggal di dalam
tanah terutama pada tanah pertanian tamanan semusim karena sistem perakaran
tanaman semusim tersebut hanya mampu menjangkau hara pada kedalaman 0-20 cm.
Belum lagi hara yang berada dalam tanah dalam bentuk residu itu umumnya dalam
bentuk senyawaan kompleks yang tidak tersedia bagi tanaman (tidak dapat diserap
oleh akar tanaman).
Untuk memberdayakan
unsur hara yang terakumulasi di dalam tanah lapisan bawah agar dapat digunakan
oleh tanaman pada musim tanam berikutnya, ada beberapa tindakan yang dapat
dilakukan: (1) mengubah-ubah kedalaman pengolahan tanah, (2) menanam tanaman
berakar dalam sebagai tanaman strip atau pagar (strip cropping atau alley
cropping), dan (3) menerapkan teknik mulsa vertikal.
Mengubah-ubah kedalaman
pengolahan tanah penting untuk mengangkat unsur hara terakumulasi di lapisan
bawah terangkat ke lapisan atas. Pengolahan tanah pada musim tanam pertama
sedalam 20 cm (sesuai kedalaman olah tanah) sebaiknya diubah menjadi kedalaman
30-40 cm pada pengolahan tanah di musim tanam kedua. Pengubahan kedalaman
pengolahan tanah ini dapat melarutkan unsur hara yang terdeposit di lapisan
bawah karena terangkat ke lapisan atas dan terjadi reaksi oksidasi (pengubahan
dari kondisi an-aerobik menjadi kondisi aerobik) sehingga unsur hara dapat
tersedia bagi tanaman. Mengubah-ubah kedalaman pengolahan tanah ini memang
tidak perlu terlalu sering dilakukan, cukup 1 kali dalam 2-3 musim tanam atau 1
kali dalam 1,5-2 tahun. Terlalu sering melakukan pengolahan tanah dalam dapat
mempercepat laju erosi, terutama pada tanah di lahan miring.
Menanam tanaman berakar
dalam sebagai tanaman strip atau tanaman pagar dalam barisan diantara tanaman
utama (tanaman yang dibudidayakan) dapat dilakukan untuk mengangkat unsur hara
yang terakumulasi (terdeposit) di dalam tanah lapisan bawah ke permukaan tanah,
dengan kertentuan serasah tanaman berakar dalam tersebut digunakan untuk sumber
bahan organik yang dikembalikan ke dalam tanah. Salah satu tanaman berakar
dalam yang dapat digunakan sebagai tanaman strip yang sekaligus sebagai tanaman
pagar yang dapat mengurangi laju limpasan permukaan dan erosi adalah rumput
Vetiver (akar wangi) (Gambar 2).
Rumput vetiver yang
memiliki sistem perakaran yang dalam, dapat mencapai 1,5-2 meter, ditanaman
dalam strip searah garis kontur dengan lebar strip 0,5-1 meter yang sekaligus
ditujukan untuk menghambat laju limpasan permukaan dan erosi. Rumput vetiver
ini dipanen dalam jangka waktu tertentu dengan menyabit bagian tajuknya dan
digunakan untuk pakan ternak atau langsung dikembalikan/ditebarkan di atas
permukaan tanah sebagai mulsa. Tajuk yang digunakan untuk pakan ternak
menghasilkan kotoran ternak yang harus dikembalikan ke dalam tanah sebagai
pupuk kandang. Dengan demikian, unsur hara yang diambil akar rumput vetiver
dari tanah lapisan bawah dapat kembali ke tanah lapisan atas dan dimanfaatkan
oleh tanaman yang dibudidayakan (yang umumnya memiliki sistem perakaran
dangkal).
Teknik mulsa vertikal
dalam sistem pertanaman di lahan miring sangat efektif dalam meningkatkan
produktivitas tanah dan tanaman serta mengurangi laju limpasan permukaan dan
erosi. Teknik mulsa vertikal adalah pembenaman bahan organik sisa tanaman atau
pupuk kandang ke dalam suatu rorak (parit) yang dibuat sejajar kontur. Ukuran rorak
sekitar 0,5 lebar dan 0,6 dalam, sedangkan panjangnya tergantung kepada lebar
lahan searah kontor (memoton lereng) (Gambar 3). Pembenaman bahan organik sisa
tanaman ke dalam tanah melalui rorak atau parit yang dibuat ini juga ditujukan
untuk memberikan zat pelarut berupa asam-asam organik ke dalam tanah lapisan
bawah sehingga unsur hara yang terikat kuat oleh partikel tanah (misel tanah)
dapat terurai atau larut dan akhirnya tersedia bagi tanaman. Selain itu, bahan
organik di dalam tanah ini akan menyerap air limpasan lebih banyak sehingga
dapat mengurangi laju erosi dan menjadi sumber air pada saat musim kemarau dan
juga sebagai sumber unsur hara bagi tanaman, terutama unsur hara N, P, S dan
unsur-unsur hara mikro.
AKTIFITAS MIKROBIA DALAM TANAH
Secara umum, aktivitas m.o dalam suatu profil tanah sangat
ditentukan oleh ketersediaan substrat energi dan unsur hara anorganik.
Disamping itu pertumbuhan dan aktivitas m.o ditentukan oleh sifat fisik dan
kimia tanah.
Sifat
fisik dan kimia tanah yang berpengaruh:
Fisik
: Temperatur, tekanan osmotik, tegangan permukaan, radiasi,
kekentalan(viscosity), fenomena adsorpsi.
Kimia
: Air, pH, kualitas dan kuantitas hara organik dan anorganik, udara, senyawa
pendorong dan penghambat pertumbuhan, oksidasi dan reduksi.
Setiap spesies m.o mempunyai persyaratan tertentu untuk
pertumbuhannya dan jika lingkungannya tidak sesuai, pertumbuhan atau
aktivitasnya akan menurun sehingga mempengaruhi total populasinya. Temperatur,
mempengaruhi kecepatan semua proses yang terjadi di dalam m.o. Denaturasi enzim
merupakan pembatas bagi temperatur maksimum, ini sangat bevariasi diantara m.o
sehingga m.o berbeda-beda akan kebutuhannya terhadap temperatur (maksimum,
minimum & optimum) untuk prtumbuhannya. Berdasar temperatur m.o terbagi
atas golongan psikrofil (<50C optimum serupa mesofil), mesofil
(optimum antara 250C dan 370C) dan termofil (optimum
antara 550C dan 650C) .
Tekanan osmotik, pada umumnya m.o mempunyai daya adaptasi
yang cukup terhadap tekanan osmotik dari lingkungan hidupnya. Protoplasma
m.o yang normal mempunyai kadar solute yang lebih tinggi dari tekanan osmotik
lingkungan hidupnya. Kedaan ini menyebabkan kecenderungan air masuk ke sel,
sehingga turgor sel dapat dipertahankan. Tegangan permukaan, hal ini berkaitan
dengan kelembaban dimana distribusi m.o dalam tanah tidak merata dan terutama
terdapat pada bagian organik dari partikel tanah yang mengandung cukup air.
Dalam hal ini bahan organik sebagai sumber nutrien dan air berfungsi dalam
metabolisme m.o (transpor nutrien dari luar sel ke dalam sel dan
untuk proses metabolisme). Di dalam tanah, m.o umumnya aktif pada
kelembaban > 15 bar (kapasitas lapang 1/3 bar, titik layu 15 bar).
Beberapa m.o yang termasuk fungi dan khamir dapat tumbuh pada tekanan 70 bar.
Fenomena adsorpsi, partikel liat sering berukuran sama
dengan ukuran bakteri, bahkan liat bisa lebih kecil. Bakteri dan liat mempunyai
muatan sehingga keduanya dapat berinteraksi, sebab muatan pada sel dan liat
terpolarisasi atau diperantarai oleh ion metal.
- Air, mempengaruhi aktivitas m.o
sebab air merupakan komponen utama dari protoplasma. Air yang
berlebih akan membatasi pertukaran gas sehingga menurunkan suplay O2,
lingkungan akan menjadi anaerob.
- pH, mempengaruhi tidak
saja aktivitas m.o tetapi juga keragaman spesiesnya. Aktivitas enzim
mikroba tergantung kepada ion H+, oleh karena itu pH tanah
mempengaruhinya. Contoh Streptomyces (Actinomycetes) tidak akan tumbuh
pada pH < 7,5. Pada umumnya kebanyakan m.o tumbuh optimum pada
kisaran pH 6 – 8. Meskipun demikian m.o juga masih dapat tumbuh
dengan baik diluar kisaran pH tersebut. Fungi umumnya lebih tahan terhadap
pH masam, bakteri belerang dapat tumbuh pada pH 0 – 1, sebaliknya
Actinomycetes sangat peka terhadap pH < 5.
- Nutrien (hara), berpengaruh
terhadap pertumbuhan m.o, sebab didalam proses sintesa protein (enzim),
m.o dapat terpengaruh oleh kondisi tersedianya nutrien. Terjadinya
perubahan nutrien dapat menyebabkan perubahan komponen sel (RNA), protein
dan kecepatan tumbuh (medium kaya, medium miskin). Bahan organik dan unsur
hara esensial merupakan bahan yang diperlukan didalam proses metabolisme
m.o tanah. Kecepatan m.o tanah dalam menggunakan bahan organik jika
kondisi lingkungan sesuai maka dengan naiknya kadar bahan organik di dalam
tanah makin besar pula kecepatan dekomposisinya.
Disamping
sifat fisik dan kimia tanah, faktor biologi juga mempengaruhi pertumbuhan m.o,
seperti interaksi antara m.o dan pengaruh tumbuhan tingkat tinggi.
- Interaksi antara mikroorganisme
- Netralisme: tidak terpengaruh
satu dengan yang lain. Ex. Lactobacillus dan Streptococcus.
- Kompetisi
: 2 populasi saling berkompetisi untuk memperoleh sumber makanan yang
serupa dalam wadah yang sama. Ex. Kompetisi antara inokulum Rhizobium
dengan strain Rhizobium yang terdapat di dalam tanah.
- Mutualisme:
2 populasi yang saling mempengaruhi dan menguntungkan satu dengan yang
lain. Jika hidup terpisah keduanya kurang dapat atau tidak dapat
mempertahankan diri. Ex. Simbiosis antara bakteri penambat N dengan
bakteri fotosintetik (Lactobacillus arabinosus dan Streptococcus
faecalis). Simbiosis antara jamur dan ganggang yang disebut Lichenes.
Rhizobium dengan leguminose.
- Komensalisme:
Interaksi yang positif bagi salah satu populasi, dimana satu spesies
mendapat keuntungan sedangkan spesies lain tidak dirugikan. Spesies yang
untung disebut komensal, spesies yang memberi keuntungan disebut hospes
(inang). Komensal tidak dapat hidup tanpa hospes. Ex. Chlorella dapat
mendukung pertumbuhan Pseudomonas. Saccharomyces dengan Acetobacter, dimana
Saccharomyces menghasilkan alkohol yang mutlak bagi Acetobacter.
- Amensalisme
(antagonisme): Interaksi dimana salah satu populasi terhambat sedangkan
populasi lain dalam asosiasi tersebut tidak terpengaruh. Ex. Antibiotik
yang dihasilkan oleh suatu kultur menghambat kultur lain. Streptococcus
lactis yang menghasilkan asam susu akan menghambat pertumbuhan Bacillus
subtilis. Spesies yang terhambat pertumbuhannya disebut amensal dan
yang menghambat disebut antagonis.
- Sinergisme:
2 spesies hidup bersama dan saling menguntungkan. Ex. Ragi untuk membuat
tape yang terdiri atas beberapa spesies (Aspergillus, Saccharomyces
Candida, Hansenula, Acetobacter). Masing-masing spesies mempunyai kegiatan
sendiri sehingga amilun berubah menjadi gula, menjadi asam organik, alkohol
dll.
- Parasitisme:
Hanya menguntungkan satu pihak. Ex. Virus yang merupakan parasit pada
bakteri. Virus tidak dapat hidup diluar bakteri atau sel hidup lain.
- Predatorisme:
Pemangsa. Ex. Amuba merupakan pemangsa (predator) bakteri. Predator tidak
dapat hidup tanpa mangsa.
Meskipun
demikian, bentuk hubungan seperti di atas sering tidak jelas, sebab ada bentuk
hubungan satu yang merupakan suatu fase untuk berubah menjadi bentuk hubungan
yang lain. Ex. Mutualisme pada lichenes dapat berubah menjadi parasitisme.
MENGATUR
DAN MEMPERTAHANKAN KESEIMBANGAN
Fauna tanah mempunyai peranan penting terutama
dalam perombakan bahan organik tanah untuk menjadi humus dan nutrisi tanah yang
dapat dimanfaatkan kembali oleh tumbuhan. Potensi fauna tanah sebagai perombak
dan mempertahan keseimbangan ekosistem tanah di Indonesia belum pernah
diungkapkan. Penelitian yang dilakukan merupakan penelitian perdana untuk fauna
tanah di perkebunan karet Sumatra. Karena dari Pulau Sumatra dan khususnya
perkebunan karet yang akan dijadikan ajang penelitian ini belum ada catatan
keanekaragaman spesies fauna tanah yang dilaporkan. Hasil yang diperoleh akan
dapat mengungkapkan keanekaragaman berikut potensi fauna tanah sebagai perombak
dan peran lain yang menjadikannya berperan sebagai penyeimbang ekosistem. Dari
apa yang dicapai akan dicari kemungkinan pemanfatannya melalui penelitian lebih
lanjut.
AKTIFITAS MIKROBIA
BERAGAM
Susunan mikroba di dalam tanah sebagian besar terdiri
dari bakteri, fungi, dan mikroalga. Populasi mikroba dalam tanah dipengaruhi
oleh beberapa faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba yaitu:
1)
jumlah dan macam zat hara,
2)
kelembaban,
3)
tingkat aerasi,
4)
suhu,
5)
pH, dan
6)
perlakuan pada tanah seperti penambahan pupuk atau banjir yang dapat
menyebabkan peningkatan jumlah mikroba.
Populasi
mikroba di dalam tanah terbagi menjadi 3 golongan (Kusnadi et al.,
2003), 1) Golongan autotonus, yaitu golongan mikroba yang selalu
tetap didapatkan di dalam tanah dan tidak tergantung kepada pengaruh lingkungan
luar seperti iklim, temperatur, kelembaban; 2) Golongan zimogenik,
yaitu golongan mikroba yang kehadirannya di dalam tanah diakibatkan oleh adanya
pengaruh luar yang baru, misalnya penambahan senyawa organik; 3) Golongan
transien, yaitu golongan mikroba yang kehadirannya bersamaan dengan adanya
penambahan mikroba secara sengaja, misalnya dalam bentuk inokulum Rhizobium
atau Azotobacter ke dalam tanah.
Mikroba tanah berfungsi sebagai agen biokemik dalam
pengubahan senyawa organik yang kompleks menjadi senyawa anorganik. Perubahan
senyawa kimia didalam tanah, terutama pengubahan senyawa organik yang
mengandung karbon, nitrogen, sulfur, dan fosfor menjadi senyawa anorganik.
Proses ini disebut mineralisasi, didalamnya terlibat sejumlah besar perubahan
senyawa kimia serta peranan bermacam-macam spesies mikroba.
|
Mikroorganisme
|
Anggota
|
|
Bakteri
|
Ordo
Pseudomonadales dan Eubatcerialeus
|
|
Actinomycetes
|
Genus Streptomyces (pleomorfisme
dan berfilamen)
|
|
Jamur
|
Kelas Phycomycetes (Rhizopus,
Mucor, Absidia) , kelas Deuteromycetes (Penicililum,Aspergillus,
Alternaria, Stemphylum, Hormodendrum)
|
Penghuni tanah dapat berupa hewan tingkat rendah
sampai hewan tingkat tinggi. Kepadatan tertinggi makhluk hidup dalam tanah
ditemui pada horison A, B dan C dan yang paling banyak terdapat di horison A.
Pada kedalaman ribuan meter di dalam tanah pun ditemukan kehidupan
mikroorganisme (McNabb dan Dunlap, 1975). Tanah merupakan lingkungan yang baik
bagi mikroorganisme, terutama pada horison A, B dan C. Keberadaan seperti
bakteri dan jamur di dalam tanah paling dominan terdapat pada horison A dan B,
walaupun pada kedalaman 900 meter dibawah permukaan tanah aktivitas
mikroorganisme masih ditemukan (Bower, 1978).
Terdapat korelasi yang kuat bahwa semakin banyak
kandungan organik tanah dan oksigen, maka jumlah dan jenis mikroorganismenya
juga semakin tinggi. Beberapa kelompok mikroorganisme yang pentig dalam
kaitannya dengan mobilitas dan keberadaan zat pencemar, terutama organic antara
lain: Bakteri, Jamur, Algae, dan Protozoa.
Bakteri dan jamur merupakan kelompok yang memiliki
peran yang terpenting dalam kaitannya dengan mobilitas dan keberadaan zat
pencemar.
Bakteri
Bakteri dan cyanobacteria termasuk dalam golongan
prokaryotes, yaitu mikroorganisme yang selnya tidak memiliki organ inti.
Membran dan dinding sel adalah bagian terpenting dari sel abkteri, membrane sel
yang merupakan lapisan semipermeabel, mengatur masuknya nutrient dan air ke
dalam sel. Bakteri dapat hidup subur dalam tanah, terutama tanah dengan kelembaban
yang mencukupi dengan mengandung kandungan substrat yang cukup banyak.
Diperkirakan terdapat tidak kurang satu juta bakteri dalam 1 gram tanah. Jumlah
tersebut akan berkurang pada kedalaman tanah (Foth, 1984).
Berdasarkan struktur dinding sel dan pergerakannya,
bakteri sendiri dapat dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu:
a. Eubacteria
b. Mycobacteria
c. Spirochetes
Eubacteria merupakan bakteri terbanyak yang terdapat
di dalam tanah yang umumnya bergerak menggunakan flagella dan mempunyai dinding
sel yang tebal dan kaku. Sedangkan mycobacteria bergerak dengan melayang
(gliding) dan spirochetes bergerak menggunakan filamen. Berdasarkan dinding
selnya, mycobacteria dan spirochetes memiliki dinding sel yang tipis dan
fleksibel. Berdasarkan bentuknya Eubacteria dapat berbentuk bulat (cocci),
tongkat (rod) dan helix seperti vibrio dan spirilla. Contoh Eubacteria
berbentuk vibrio yaitu Desulfurbio, merupakan bakteri yang dapat mereduksi
sulfat menjadi sulfide.
Tidak kurang 28 jenis spesies mikroorganisme ditemukan
dalam tanah dan air tanah yang tercemar (Rainwater, 1991). Bakteri yang dapat
digunakan dalam mendegradasi zat pencemar dalam tanah antara lain Pseudomonas,
Nocardia, Mycobacterium, Arthrobacter dan Bacillus. Bakteri dari kelompok
Actinomycetes seperti Nocardia dan Mycobacterium memiliki peran penting dalam
mendegradasi hidrokarbon yang berasal dari minyak bumi. Tidak kurang 23 jenis
bakteri yang mampu mendegradasi hidrokarbon alifatik, dimana seluruhnya hidup
atau dapat ditemukan dalam tanah (Bitton, 1984).
Jamur
Jamur hidup dalam tanah dengan jumlah yang sangat
besar dan memperbanyak diri dengan spora serta bersifat heterothropis dengan
memanfaatkan karbon sebagai sumber karbon. Sel jamur umumnya termasuk golongan
eukaryotes. Jamur penting dalam mendegradasi zat organik sisa tanaman, karena
beberapa diantaranya seperti white rot fungi mempunyai kemampuan untuk merombak
zat lignin, yang merupakan suatu polimer yang terdapat di dalam bahan tanaman
(misalnya kayu) yang sangat sulit dirombak oleh enzim bakteri, karena memiliki
ikatan ß-glycosidic. Jamur mampu mengeluarkan suatu enzim peroxidase, yaitu
suatu enzim yang dapat menghasilkan radikal hidroksil yang mampu merombak
lignin menjadi zat yang dapat didegradasi oleh bakteri. Selain lignin radikal
hidroksil dapat mendegradasi chlorinated pestisida seperti DDT, Eldrien dan PCB
(watts, 1977).
Bila dibandingkan dengan bakteri, jamur memiliki
kemampuan untuk hidup pada rentang pH yang lebih luas. Beberapa jamur dapat
hidup pada rentang pH rendah 4-5 dan pH tinggi sampai dengan 10. Jamur
diklasifikasikan kedalam empat kelas, yaitu Phycomycetes, Ascomycetes, Fungi
imperfekti dan Basidiomycetes. Basidiomycetes merupakan jamur yang aktif di
dalam tanah untuk pelapukan dan degradasi zat organik yang berasal dari
tumbuhan, bahkan beberapa dapat mendegradasi zat pencemar organik dalam tanah
yang berbahaya.
Beberapa jenis jamur seperti Phanerochaete
chrysosporium dan P. sordida, telah diidentifikasikan memiliki kemampuan dalam
mendegradasi zat pencemar berbahaya di dalam tanah seperti pentachlorophenol
dengan konsentrasi sampai dengan 500 ppm (Lamar, 1990), chlorocarbon,
polycyclic aromatic, PCB dan beberapa jenis pestisida seperti DDT, lindane
serta zat pewarna seperti azo dyes (Lewandoski 1990 dan Dhawale, 1992). Jamur
tersebut diatas juga mampu mendegradasi lignin. Beberapa jebs jamur dari
kelompok ragi (yeast) telah diidentifikasikan mempunyai kemampuan untuk
mendegradasi hidrokarbon alifatik dan pestisida.
Aktivitas jamur yang hidup di sekitar akar tumbuhan
(rhizosphere), membentuk simbiose dengan akar tanaman membantu dalam menarik
air tanah, karena menambah luas permukaan, serta melindungi akar rambut
tersebut. Selain itu aktivitas jamur di daerah perakaran menarik bakteri yang
menguntungkan seperti rhizobia yang pada akhirnya dapat meningkatkan aktivitas
biologis jamur.
Pada umumnya Actinomycetes terdapat di dalam sub strat
alam yaitu terutama segala jenis dan macam tanah, kecuali pada tanah asam
seperti humus hutan dan rawa—rawa , hampir tidak ada di temukan. Oleh sebab itu
dengan adanya Actinomycetes dalam tanah, terutama tanah sawah sangat panting
artinya untuk mengontrol perkembangan mikroba tanah terutama yang pathogen,
sehingga memungkinkan terdapatnya ” plant — diseases dapat di hindarkan dan
tanah akan menjadi lebih sehat karena babas dari mikroba pathogen.
Lingkungan tanah akan berbeda dari satu lokasi dengan
lokasi lainnya. Faktor yang mempengaruhi dan menentukan jenis mikroba pada
suatu sampel tanah adalah kelembaban, pH, temperatur, kandungan gas oksigen dan
komposisi organik maupun anorganik tanah. Jenis mikroba tanah sangat bervariasi
sehingga untuk menganalisanya diperlukan salah satu metodenya yaitu metode
pengenceran.
Jenis medium yang digunakan adalah agar yeast glycerol
untuk media pertumbuhan actinomycetes, agar Sabouroud untuk isolasi jamur dan
agar nutrisi untuk bakteri. Selain agar kedua jenis mdium lain ditambahkan 10mg
Aureomycin (klortetrasiklin) per mililiter medium untuk menghambat pertumbuhan
bakteri.
Nutrien agar adalah medium umum untuk uji air dan
produk dairy. NA juga digunakan untuk pertumbuhan mayoritas dari mikroorganisme
yang tidak selektif, dalam artian mikroorganisme heterotrof. Media ini
merupakan media sederhana yang dibuat dari ekstrak beef, pepton, dan agar. Na
merupakan salah satu media yang umum digunakan dalam prosedur bakteriologi
seperti uji biasa dari air, sewage, produk pangan, untuk membawa stok kultur,
untuk pertumbuhan sampel pada uji bakteri, dan untuk mengisolasi organisme
dalam kultur murni. Untuk komposisi nutrien adar adalah eksrak beef 10 g,
pepton 10 g, NaCl 5 g, air desitilat 1.000 ml dan 15 g agar/L. Agar dilarutkan
dengan komposisi lain dan disterilisasi dengan autoklaf pada 121°C selama 15
menit. Kemudian siapkan wadah sesuai yang dibutuhkan.
Yeast Glycerol Agar berfungsi untuk isolasi,
enumerasi, dan menumbuhkan sel khamir. Dengan adanya dekstrosa yang terkandung
dalam media ini, PGYA dapat digunakan untuk mengidentifikasi mikroba terutama
sel khamir. Untuk membuatnya, semua bahan dicampur dengan ditambah CaCO3terlebih
dahulu sebanyak 0,5 g lalu dilarutkan dengan akuades. Kemudian dimasukkan dalam
erlenmeyer dan disumbat dengan kapas lalu disterilisasi pada suhu 121°C selama
15 menit.
DAFTAR
PUSTAKA
watts, 1977.
http://callmecrysant.wordpress.com/2009/06/17/mikroba-tanah/. Di akses pada 21 April 2013
Bitton, 1984. http://callmecrysant.wordpress.com/2009/06/17/mikroba-tanah/.
Di akses pada 21 April 2013
Foth, 1984. http://callmecrysant.wordpress.com/2009/06/17/mikroba-tanah/
. Di akses pada 21 April 2013
Rainwater, 1991. http://callmecrysant.wordpress.com/2009/06/17/mikroba-tanah/.
Di akses pada 21 April 2013
Anonymous, 2013. http://www.jokowarino.com/2013/03/bahan-organik_8181.html. (on line) diakses pada 23 April 2013
Anonymous, 2013. http://www.jokowarino.com/2013/03/bahan-organik_8181.html (on line) diakses pada 23 April 2013
Tidak ada komentar:
Posting Komentar