Organisme - Faperta UGM

Organisme
THE ORGANIC COMPONENTS
Soil organic matter occurs in the following forms:
• Living macro-organisms (roots and macroinvertebrates) are not normally considered to be
part of the soil organic matter.
• micro-organisms (the micro- and mesofauna) are
included in soil samples (microbial biomass) 1
and 5%.
– Fungal hyphae ramify through the soil pores often
penetrating dead or living plant tissues and soil
aggregates.
– Bacteria frequently occur as colonies of a few tens of
individuals or less surrounded by polysaccharide capsules
on the surfaces of which clay platelets may be adsorbed
• Decomposing animal, plant and micro-organism
remains still retaining much of their original form;
• Exudates and mucus produced by organisms;
– Root exudates and mucilages, which form a thick film over
the actively-growing part of the roots;
– Polysaccharide capsules and sheaths produced by
bacteria and fungi;
– Mucus and other secreta deposited by such invertebrates
as earthworms and termites on the walls of their galleries,
or admixed with ingested soil in order to facilitate digestive
processes.
• Leachates from above-ground litter and vegetation;
a considerable proportion of soil organic matter
comprises small particles of uncertain origin falling
in the micron to sub-micron size range. These
particles are amorphous or granular in structure
and include translocated and precipitated organic
materials leached from the surface, humic
substances synthesised in situ by microbial
activity, or formed through spontaneous chemical
reactions.
• Humic materials.
Organic materials roles
• Form a reserve of energy and
nutrients;
• Link mineral components within the
soil matrix through their colloidal and
charge properties;
• Retain cations on their predominantly
negatively charged surfaces.
Five pools soil organic substances
Plant materials
• Readily decomposable “metabolic” plant material
with a turnover time of 0.1 to 1 year;
• Resistant structural plant material (2-5 year
turnover time);
Soil organic matter
• Active soil organic matter (i.e.: microbial biomass) (24 year turnover time);
• Slow (or physically stabilized) soil organic matter
(20-50 year turnover time);
• Passive (or chemically protected) soil organic matter
(800-1,200 year turnover time).
Pengaruh biota tanah atas proses
tanah dalam ekosistem
Organisme
Pendauran hara
Struktur tanah
Mikroflora
Katabolisasi bahan organik,
mineralisasi dan imobilisasi
Menghasilkan senyawa organik
pengikat agregat, hyphae
menjerat zarah menjadi agregat
Mikrofauna
Mengatur populasi bakteri
dan fungi, mengubah
perputaran hara
Dapat mendayai struktur agregat
liwat salingtindak dengan
mikroflora
Mesofauna
Mengatur populasi fungi dan
mikrofauna, mengubah
perputaran hara, memotongpotong sisa tumbuhan
Menghasilkan gentel tinja,
menciptakan biopori,
memajukan humifikasi
Makrofauna
Memotong-potong sisa
tumbuhan, merangsang
kegiatan mikrobia
Mencampurkan zarah organik
dan mineral, mengagihkan ulang
bahan organik dan jasad renik,
menciptakan biopori,
memajukan humifikasi,
menghasilkan gentel tinja
Perombakan Bahan Organik
• Fase pertama disebutnya biokimia awal yang
terjadi di sekitar saat kematian jaringan
makhluk. Proses berlangsung dengan hidrolisis
dan oksidasi.
– Hidrolisis memecahkan secara parsial senyawa
polimer tinggi menjadi senyawa lebih sederhana,
seperti amilum menjadi gula dan protein menjadi
peptida dan asam amino.
– Oksidasi menguraikan senyawa cincin fenol menjadi
senyawa berciri zat warna (daun dan jerami berubah
warna).
• Pemecahan mekanik menjadi sibir-sibir kecil
oleh meso- dan makrofauna dengan gigitan,
kunyahan, dan/atau cernaan. Menurut Lal
(1988), peranan utama dijalankan oleh cacing
tanah, rayap, dan semut.
• Penguraian mikrobiologi oleh semua organisme
heterotrofik dan saprofitik, baik flora maupun
fauna. Proses yang terlibat ialah ensimatik dan
oksidasi.
– Penguraian ensimatik senyawa rumit menjadi yang lebih
sederhana sebagian digunakan organisme untuk
membangun tubuh, akan tetapi terutama digunakan
sebagai sumber energi.
– Tahap terakhir penguraian mikrobiologi adalah oksidasi
(respirasi) yang produksi CO2 dan H2O membebaskan
energi.
• Pada waktu bersamaan, N dibebaskan dalam bentuk NH
(amonifikasi) yang dapat berlanjut diubah menjadi NO
(nitrifikasi).
• P dibebaskan menjadi fosfat,
• S menjadi sulfat, dan
• unsur-unsur basa K, Ca, Mg, dll. dilepaskan sebagai ion
bebas atau terikat.
– Pembebasan unsur-unsur yang semula terikat secara
organik disebut mineralisasi.
• Dalam menentukan potensi tanah faktor biologi
perlu dipertimbangkan karena banyak sifat tanah
yang sangat dipengaruhi oleh kegiatan biologi
tanah. Dalam hal biologi makro faktor manusia
dan jenis vegetasi alami dapat mempengaruhi
potensi tanah. Demikian juga berbagai jenis hewan
vertebrata.
• Rekayasa manusia dapat meningkatkan potensi
tanah, tetapi sebaliknya dapat juga menurunkan
potensinya. Usaha pengelolaan yang baik atau
dengan menambahkan berbagai masukan
teknologi. Sebaliknya dengan pengelolaan yang
kurang tepat maka tanah yang berpotensi tinggi
dapat berubah menjadi rendah.
• Faktor vegetasi berpengaruh timbal balik dengan
tanah. Artinya, tanah mempengaruhi
pertumbuhan, baik yang alami maupun tanaman
budidaya, sebaliknya vegetasi dapat
mempengaruhi sifat-sifat tanah.
• Berbagai jenis organisme yang dapat dibedakan
menjadi jenis fauna dan jenis flora, baik yang
berukuran mikro, meso, ataupun makro.
– Organisme tersebut ada yang bermanfaat (misalnya
cacing tanah, bakteri pengikat N, dll) dan ada juga yang
– mengganggu pertumbuhan tanaman (tikus, nematoda
parasit, phythium, dll).
• Sifat-sifat fisik tanah yang dipengaruhi oleh
mikroorganisme adalah pembentukan humus
dan struktur tanah, sedang sifat-sifat kimia
antara lain meliputi proses oksidasi reduksi
berbagai unsur (S, N, Fe, Mn, dll), pengikatan
N dari udara dll. Peranan cacing tanah juga
penting, baik mekanik, fisik, maupun kimia.
• Pada tanah mineral proses pembentukan
humus, pembentukan struktur tanah, proses
oksidasi - reduksi S dan N sangat dipengaruhi
oleh kegiatan organisme tanah.
• Pada tanah-tanah yang cukup lembab dengan tata udara
baik dan banyak bahan organik, cacing tanah
berkembang dengan baik.
– Cacing tanah memakan sisa-sisa bahan organik yang
kemudian dikeluarkan sebagai kotoran (casting) yang
berupa agregat tanah yang berbentuk granuler dan tahan
terhadap pukulan-pukulan air hujan serta banyak
mengandung unsur hara yang mudah tersedia bagi
tanaman.
– Cacing tanah juga mengaduk tanah dan memperbaiki tata
udara tanah sehingga infiltrasi air menjadi lebih baik dan
lebih mudah ditembus akar.
• Di daerah-daerah yang berdrainase lebih baik sering
ditemukan bukit-bukit sarang rayap.
– Tanah di sekitar sarang rayap sangat beragam
produktivitasnya tergantung dari susunan kimia dan
mineralogi tanah di bawahnya.
– Pencampuran banyak bahan organik oleh rayap,
meningkatkan stabilitas agregat tanah dan akumulasi
kotoran rayap, maka tanah yang terganggu oleh rayap
biasanya lebih produktif daripada tanah sekitarnya yang
tidak mendapat gangguan rayap.
• Mikroorganisme tanah: jenis bakteri, fungi, aktinomisetes,
dan algae. Bakteri, fungi, dan aktinomisetes membantu
pembentukan struktur tanah yang baik karena organisme
tersebut mengeluarkan (sekresi) zat perekat yang tidak
mudah larut dalam air dan mampu merekatkan butir
primer tanah menjadi agregat yang mantap.
• Dalam hal pembentukan struktur tanah fungi dan
aktinomisetes berperan lebih penting daripada bakteri.
Aktinomisetes, fungi dan bakteri mempunyai peranan
penting dalam proses pembentukan humus.
Aktinomisetes dan fungi mampu menghancurkan bahan
organik yang tahan seperti selulosa dan lignin, sehingga
dekomposisi bahan organik kasar menjadi bahan organik
halus dan pembentukan humus berjalan lebih lancar.
• Bakteri yang bersifat autotrof sangat penting dalam proses
oksidasi amonia, nitrit, S, Fe, Mn, H, dan CO dalam
tanah. Oksidasi tersebut merubah senyawa yang kurang
bermanfaat atau beracun menjadi senyawa-senyawa yang
lebih bermanfaat, tidak beracun dan lebih mudah diserap
tanaman misalnya nitrit menjadi nitrat, CO (beracun)
menjadi CO2 dsb.
• Dengan bantuan ensim yang dikeluarkan oleh
bakteri heterotrof terjadilah:
– penghancuran senyawa protein menjadi senyawa
amino (R-NH2) yang selanjutnya dengan bantuan
bakteri heterotrof juga diubah menjadi senyawa
amonium,
– setelah itu melalui proses nitrifikasi, amonium
diubah menjadi nitrit oleh bakteri Nitrosomonas,
yang selanjutnya diubah lagi menjadi nitrat oleh
Nitrobakter.
• Di mintakat perakaran tanaman (rhizosphere)
banyak ditemukan mikroorganisme yang dapat
menghasilkan asam organik sehingga mampu
meningkatkan kelarutan unsur hara misalnya
unsur P. Mikroorganisme yang hidup dimintakat
perakaran antara lain Pseudomonas,
Mycrobacterium, Bacillus, Flavobacterium,
Penicillium, Sclerotium, Fusarium dan Asppergillus.
Daur Bahan Organik Dalam Tanah