SIFAT BIOLOGI TANAH BIOLOGI TANAH Ilmu yang mempelajari : Organisme yang hidup dalam tanah, klasifikasi dan aktivitas metabolismenya,serta peranannya dalam siklus nutrisi dan perombakan bahan pencemar. Tanah sebagai tempat kehidupan berbagai jasad hidup (makro, dan mikro) TANAH Tanah merupakan habitat yang sangat heterogen. Penghuninya beragam (mikroflora, mesofauna, makrofauna) Persaingan untuk mendapatkan nutrisi, tempat hidup dan kelembaban, sangat tinggi KOMPOSISI TANAH JASAD HIDUP TANAH DALAM STRUKTUR EKOSISTEM PRODUSEN (TANAMAN) KONSUMEN (HEWAN, MANUSIA) PEROMBAK (JASAD HIDUP TANAH) MIKROBIA DAN TANAH Tanah mengandung bahan organik, bahan mineral yang mendukung kehidupan Karakteristik tanah tergantung pada: 1. Iklim dan ketersediaan air 2. Umur geologi muda-tua 3. Kehidupan biologi SIFAT TANAH & AKTIVITAS ORGANISME Aktivitas dan pertumbuhan organisme tanah dipengaruhi: Sifat sifat fisik, kimia, dan biologi tanah Interaksi diantara komunitas para penghuni tanah Interaksi antara komunitas penghuni tanah dengan akar tanaman (Rhizosfer) Relationship tersebut sangat kompleks dan bersifat timbal balik. Sifat tanah yang baik akan mendukung aktivitas organisme di dalamnya dan aktivitas organisme tanah berpengaruh positip terhadap perkembangan tanah dan pertumbuhan tanaman di atasnya. Tekstur tanah merupakan distribusi ukuran butiran tanah. Tanah kasar biasanya mempunyai aerasi yang baik sedangkan tanah halus mempunyai aerasi yang kurang baik. Tanah pasiran mempunyai total pori lebih rendah namun biasanya ukuran porinya berupa pori makro. Bakteri mempunyai ukuran sel 1 sd 3 μm, mobilitas bakteri terhambat ukuran pori berupa pori mikro. Pada umumnya organisme menyukai lingkungan pada pH 67. Pada pH tersebut hara terdapat dalam bentuk tersedia/terlarut. Namun demikian mikroorganisme dapat dijumpai pada pH 1-13. KPA maupun KPK tanah berperan dalam mengikat mikrobia. Air tanah dibutuhkan untuk metabolisme dan sarana perpindahan mikrobia pertukaran gas serta terlaksananya reaksi kimia tanah. Aerasi tanah berkaitan dg kelembaban, tekstur dan porositas tanah. Udara memasuki tanah secara difusi. Tektur tanah mempengaruhi difusi udara ke dalam tanah. Apabila tanah mempunyai kadar lempung yang tinggi maka tanah didominasi oleh pori yang kecil. Diameter pori yang kecil akan memperlambat difusi udara/oksigen. Difusi oksigen juga mengalami hambatan dengan adanya air. Kedalaman tanah juga mempengaruhi aerasi tanah. Semakin dalam kedalaman semakin terbatas aerasi tanah. Faktor Lingkungan yang Mempengaruhi Aktivitas Organisme Sifat fisik dan kimia tanah yg mempengaruhi aktivitas organisme tanah, antara lain: nutrisi, oksigen, air dan pH Dipengaruhi oleh: 1. 2. 3. 4. Nutrisi Bahan organik, KPK Oksigen Bahan organik, tekstur, struktur Ketersediaan air Bahan organik, struktur, tekstur pH Jenis tanah, kesehatan tanah Peran mikrobia dalam pembentukan agregat Pasir, debu dan lempung saling berikatan karena bahan organik, bahan anorganik yang terendapkan, serta mikrobia yg berperan sebagai pengikat/perekat. Dalam agregat air mengelilingi ruangan udara. RHIZOSFER (Daerah Perakaran Tanaman) Di antara semua lingkungan tanah, yang paling kompleks adalah rhizosfer. Lapisan tanah yang menempel pada akar dan dipengaruhi oleh aktivitas akar tanaman. Kaya akan energi dan nutrisi. Tempat disukai oleh sejumlah besar mikrobia yg menguntungkan, merugikan, atau netral. Bakteri yg hidup pd rhizosfer disebut RHIZOBAKTERIA. Rhizosfer merupakan habitat yg baik untuk pertumbuhan mikroba Di daerah rhizosfer terdapat eksudat akar berupa: gula, asam amino, asam organik, vitamin, enzim, nukleotida, flavonon, faktor tumbuh, tannin, alkaloid, dan BO sisa jaringan akar. Nisbah jumlah mikroba di rhizosfer dibanding jumlah mikroba di tanah (R/S): 5-20 Semakin subur tanah nilai R/S semakin kecil Keuntungan adanya mikroba di rhizosfer bagi tanaman Memineralisasi senyawa anorganik Melarutkan atau menyediakan unsur-unsur mineral Menghasilkan vitamin, asam amino, auxin, giberelin Menghambat pertumbuhan mikroba lain yg patogenik dengan menghasilkan antibiotik, siderofor, dan senyawa lain. Jenis mikroba rhizosfer yang menguntungkan Mikroba perombak bahan organik Mikroba penambat nitrogen dan pengubah nitrogen Mikroba pelarut fosfat dan mikoriza Mikroba pengoksidasi sulfur ORGANISME TANAH Tanah mengandung bahan organik dan bahan mineral yang mendukung kehidupan organisme A healthy soil has abundant biological activity. Biological activity contributes to beneficial chemical and physical soil properties. Klasifikasi Organisme Tanah Klasifikasi ukurannya organisme tanah berdasarkan SOIL BIODIVERSITY Distribusi biomassa dalam tanah Aproximate Numbers of Organism Commonly Found in Soils Peran mikroflora/mikroorganisme tanah (Bakteri, fungi, aktinomycetes, alga, virus) Proses biogeokimia dan keseimbangan energi Dekomposisi bahan organik, perubahan nutrisi Pengawetan unsur hara Siklus unsur hara Bioteknologi, Bioremidiasi (mendekomposisi racun) lingkungan Hidrologi (mengurangi penggunaan air, meningkatkan daya simpan air) Meningkatkan pertumbuhan akar tanaman Menekan penyakit akar & daun PERAN BAKTERI Berperan dalam perubahan biokimia dalam tanah – menyebabkan perubahan kimia industri – menghasilkan enzim, antibiotika, racun/toksin – jasad pengurai (redusen) di alam Bakteri tanah utama •Arthrobacter, •Bacillus, •Pseudomonas, •Agrobacterium, •Alcaligenes, •Flavobacterium, •(Actinomyces) –Streptomyces, –Nocardia Pemanfaatan potensi bakteri : • pupuk organik (organic fertilizer) • pupuk hayati (biofertilizer) • zat pengatur tumbuh (growth factor plant growth regulator) PERANAN JAMUR Peranan – Mendekomposisi bahan organik – Memperbaiki struktur/agregasi tanah – Membantu penyerapan unsur hara: mikorisa Sifat umum - non fotosintetik - berdinding sel Cara Hidup - bebas - simbiosis - saprofit - parasit Peran makro dan mesofauna tanah Cacing Tanah – Mencerna bahan organik – Mencampurkan bahan organik antar lapisan tanah (Bioturbasi) – Memperbaiki struktur tanah – Meningkatkan aerasi dan drainase – Mencerna dan menghaluskan bahan mineral – Menyuburkan tanah krn kotorannya mempunyai kandungan hara tinggi Peran makrofauna tanah Semut & Kumbang Mentranslokasikan dan pencerna bahan organik Oribatid Mites [Olfert] Memakan mikroflora dan bahan tanaman dekomposer atau perombak bahan organik membawa bahan tanaman ke atas/ ke bawah, memindahkan nutrien/unsur hara, membawa mikro dan mesofauna, membuat lobang-lobang atau lorong kecil dalam tanah Hewan Pengerat Menghaluskan ukuran bahan organik Menggumpalkan dan mengaduk tanah Memperbaiki draenasi dan aerasi Peran mesofauna tanah Nematodes Microscopic nonsegmented roundworms Found in all habitats Overall, 10-20 million/m-sq are found Free-living and parasitic Peran mikrofauna tanah Protozoa Heterotrof (perombak bahan organik); beberapa parasit Pemakan bakteria dan fungi Membebaskan nutrisi tanaman FUNGSI ORGANISME TANAH No. Jenis Organisme Tanah Fungsi Utama 1. Fotosintesis: ganggang, bakteri Menangkap energi: Menggunakan energi matahari utk menambat CO2; memasok BO ke dlm tanah (sel mati, metabolit sekunder) 2. Perombak: Bakteri, jamur Melapukkan residu: Imobilisasi hara dalam biomassanya; menghasilkan senyawa organik baru sbg sumber energi dan nutrisi organisme lain No. Jenis Organisme Tanah Fungsi Utama 3. Mutualis: Bakteri, jamur Memperbaiki pertumbuhan tanaman: Melindungi tanaman dari patogen; beberapa bakteri menambat N2; asosiasi mikoriza dengan akar dapat memasok hara seperti P, dan air ke tanaman 4. Patogen: Bakteri, jamur Menyebabkan penyakit: Memakan akar dan bagian lain tanaman 5. Parasit: Bakteri, jamur Parasit pada nematode atau insekta, termasuk organisme penyebab penyakit No. Jenis Organisme Tanah Fungsi Utama 6. Pemakan akar: Nematoda, arthropoda Memakan akar tanaman: menurunkan hasil tanaman 7. Pemakan bakteri: Protozoa, nematoda Memakan bakteri: melepaskan N tersedia (NH4+) dan hara lainnya ketika memakan bakteri; mengendalikan organisme pemakan akar yang lain atau organisme penyebab penyakit No. Jenis Organisme Tanah Fungsi Utama 8. Penggerek: Cacing tanah, arthropoda Melapukkan residu dan memperbaiki struktur tanah: Menggerek seresah tanaman ketika memakan bakteri dan jamur; menyediakan habitat utk bakteri dlm kotorannya; memperbaiki struktur tanah krn menghasilkan kotoran dan menggali tanah 9. Predator tingkat tinggi: Nematoda memakan nematoda, arthropoda lebih besar (tikus, burung, dll) Mengendalikan populasi: Mengendalikan populasi predator organisme yg lebih besar; memperbaiki struktur tanah; organisme lebih besar membawa organisme lebih kecil ke lokasi lebih jauh ke dlm tanah
