SIFAT DAN CIRI BIOLOGI TANAH

WardatiProgram Studi Ilmu Tanah, Faperta , Unri

Kampus Binawidya, Pekanbaru

DASAR-DASAR ILMU TANAH

SIFAT DAN CIRI BIOLOGI TANAH

1. JASAD HIDUP TANAH DAN PERANANNYA a. Klasifikasi jasad hidup tanah b. Peranan jasad hidup tanah2. BAHAN ORGANIK TANAH a. Sumber bahan organik tanah b. Pelapukan bahan organik dan hasilnya c. Peranan bahan organik d. Nisbah karbon dan nitrogen e. Faktor yang mempengaruhi bahan organik tanah

A. JASAD HIDUP TANAH DANPERANANNYA

1. Klasifikasi Jasad Hidup Tanah

Jasad hidup : - Tumbuhan (flora) - Binatang (fauna)

a. Klasifikasi Jasad Hidup Tanah Berdasarkan pertumbuhan tanaman, dikelompok: - menguntungkan - merugikanKelompok menguntungkan meliputi seluruh organisme

yang melakukan pelapukan bahan organik, perubahan bahan anorganik dan penambahan nitrogen

Kelompok yang merugikan adalah yang melakukan persaingan hara dengan tanaman pokok dan/atau menyebabkan tanaman terkena hama dan penyakit

Bahan organik Jasad hidup tanah (aktivitas jasad hidup: flora &fauna)

Tabel 5.1. Jasad Utama yang Umum Ditemui Dalam Tanah

Binatang

Makro

Mikro

Hidup dari Bahan tanaman

Pemangsa

Binatang Kecil Serangga Rayap Bekicot Cacing

Serangga Rayap Laba-laba

Nematoda

Protozoa

Rotifera

Pemangsa

Parasit

Berdasakan peranan biokimia dari masing-masing kelompok jasad hidup dapat diklasifikasikan seperti pada Tabel 5.1.

Tumbuhan

Ganggang

Bakteri

Hijau Hijau Biru Diatom

Aerob

Cendawan

Aktinomicetes

Cendawan Ragi Kapang

Anaerob

Ototrofik

Heterotrofik

atau

• Dari kelompok binatang terbatas hingga binatang-binatang kecil• Dari kelompok tumbuhan terbatas pada tumbuhan tingkat rendah (mikroflora)• keberadaannya dalam tanah saling mempengaruhi, sehingga menyumbangkan sifat dan ciri tanah tertentu

Faktor-faktor yang mempengaruhi aktivitas organisme tanah:1. Iklim : curah hujan, suhu dll2. Tanah : kemasaman, kelembaban, suhu, hara dll3. Vegetasi : hutan, rumput, belukar dll

KelompokOrganisme

Biomassa (g/m2)

Padang Rumput Hutan

Oak Spruce

HerbivorDetritivor Besar KecilPredator

17,4

137,525,09,6

11,3

66,01,80,9

11,2

1,01,61,2

Predator 189,5 79,9 15,1

Tabel 1. biomassa dari kelompok binatang tanah yang dijumpai di bawah vegetasi padang rumput dan hutan

Organisme Nilai Umum dalam Lapisan Atas TanahJumlah tiap meter

bujur a

Jumah tiap gram Biomassa b

(kg/HL B)

Mikroflora Bakteri Aktinomicetes FungiMikrofauna Protozoa Nematoda Fauna lainnya Cacing tanah

1013 – 1014 1012 – 1013 1010 – 1011

1019 – 1010 106 – 107 103 – 105 30 - 300

108– 109 107– 108 104 – 105

104– 105 10 – 102

450 - 4500451 - 4500452- 560

17- 17018- 110 17 - 170

110 - 1100

Tabel 2. Jumlah dan Biomassa Relatif dari Flora dan Fauna Tanah yang Umum di dalam Tanah

a. Kedalamam biasanya dianggap sama dengan 15 cm, tetapi untuk beberapa kasus (umpamanya cacing tanah) digunakan kedalaman yang lebih dalamb. Nilai biomassa adalah untuk bobot hidup. Bobot kering kurang lebih 20-25 persen dari nilai-nilai tersebut

Masing-masing fauna menghendaki habitat tertentu.Pengukuran biomasa jasad merupakan salah satu Parameter untuk mengukur jasad hidup tanah Aktivitas organisme tanah dicirikan ole parameter :1.Jumlahnya dalam tanah2.Jumlah tiap unit isi atau luasn tanah (biomassa)3.Aktivitas metaboliknya

Aktivitas metabolik biasanya berkaitan dengan biomassaorganisme tersebut. Sekitar 60-80% dari metabolisme total dalamtanah adalah hasil kegiatan mikroflora tanah

2. PERANAN JASAD HIDUP TANAH• Untuk mengubah bahan organik, baik segar maupun

setengah segar atau sedang melapuk, sehingga menjadi bentuk senyawa lain yang bermanfaat bagi kesuburan tanah

• Sisa tanaman segar diubah menjadi bagian-bagian kecil oleh nematoda, keon, serangga, rayap, tikus dll

• Bagian-bagian kecil ini kemudian diserang oleh mikroflora dan binatang yang hidup dari jaringan tanaman mati atau membusuk

• Bila ada sedikit air, maka akan diserang oleh bakteri dan fungi

• Kemudian cacing akan mencampur akan mencampur bagian-bagian tadi antara lapisan atas dan bawah

Energidan Input CO2

Energi dan kehilangan CO2

Fauna tanah

Destritus

Detrivitor Carniver

Konsumen Primer

KonsumenSekunder

Humus Tanah

(Predator,Parasit)

KonsumenTersier

PemakanMikrofitik kotoran dan jasad mati Mikroflora

Tanah

Kotoran danjasad mati

Gambar 5.1. Bagan dari lintasan umum penghancuran jaringan tanaman tingkat tinggi

PEROMBAK SEMPURNA

Peranan dan aktivitas setiap jasad hidup• Cacing Tanah

- merupakan binatang berkelamin dua (perkawinan silang) - Kopulasi berlangsung di atas permukaan tanah di waktu

malam atau pagi hari - telur diletakkan dalam cocon - siklus hidupnya dari bertelur, menetas dan menjadi dewasa

menghabiskan waktu 6-18 bulan• Jenis yang banyak ditemukan: - Lumbricus terrastis (merah) - Allolobophoran caleginosa (merah jambu)Peranan cacing : mengemburkan tanah dan menyebarkan

bahan organik secara merataDari aktivitas cacing akan diperoleh tanah 15 ton/tahun/ha

dan selama 75 tahun akan terbentuk tanah kotoran cacing setebal 20 cm

Sifat Kimia dan Fisiko-kimia

Kotoran Lapisan

0-15 cm

Lapisan

20-40 cm

N-total (%)

C-organik

Nitrat (ppm N)

P-tersedia (ppm P2O5)

Ca-dd (ppm Ca)

Ca-total (%)

Mg-dd (ppm Mg)

KTK (me/100 g)

KB (%)

0,35

5,17

21,9

150,0

2793,0

1,19

492,0

4,68

92,9

0,25

3,35

4,7

20,8

1993,0

0,88

162,0

3,82

74,1

0,08

1,11

1,7

8,3

481,0

0,91

69,0

1,63

55,5

Tabel 3. Sifat kimia dan fisika dan eksremen cacing dan tanah sekitarnya

MikrofaunaHewan-hewan mikro yang terpenting: nematoda,

prtozoa, rotiferaNematoda - Nematoda adalah cacing yang tidak bersegmen dgn

ukuran 1mm dgn diameter <50 μm, spt benang (nema = benang)

- Nematoda di dlm tanah dijumpai sebagai: *hidup bebas (mikroboivora) *parasit (menyerang berbagai spesies tanaman dan

hewan)

Protozoa- Merupakan hewan paling sederhana, bersel tunggal 5

– 500 μm.- Berdasarkan bentuk potozoa dikelompokan menjadi: * Cilliata : protozoa terbesar ( panjang mendekati 0,1 mm) dan bergerak dgn cillia mirip rambut * Amoeba : berukuran cukup besar (Ф sampai 600 μm, rata-rata 10 μm dan bergerak dgn kaki sementara (psedopodia) * Flagelata : protozoa terkecil berukuran panjang 5 – 10 μm menggunakan sirip mirip flagela utk bergerak

Rotifera- Dapat dijumpai pd lingkungan berair dan pd

tanah lembab- Ukuran antara 200-500 μm- Berperan dlm peredaran bahan organik

terutama daerah rawa

B. BAHAN ORGANIK TANAH

• Merupakan bhn terpenting utk menciptakan kesuburan tanah baik seacara kimia, fisik dan biologi tanah

• Bahan organik adalah bahan pemantap tanah• Sekitar setengah dr KTK tanah bersal dr bahan

organik (mempunyai KTK yang tinggi) • Sumber energi bagi sebagian organisme tanah

1. Sumber Bahan Organi Tanah- Jaringan tanaman ( seluruh bagian tanaman)- Binatang Binatang mudah hancur drpd jaring tanaman.Susunan jaringan tumbuhan terdiri:- Air 60-90 % (75 %)- Padatan 25 % (karbohidrat 60 %, protein 10

%, lignin 10-30 % dan lemak 1-8 %)- Dari unsur yang dikandung (C 44%, O 40%, H

8%, abu 8% terdiri dr unsur hara (kecuali C, H & O)

2. Pelapukan bahan organikBerdasarkan kecepatan dekomposisi bahan organik

dibedakan:• Cepat didekomposisi - gula, zat pati, protein sederhana - protien kasar - hemiselulosa• Lambat sekali didekomposisi - hemiselulosa - Selulosa - lignin, lemak, waks dll

Tabel 4. Perubhan yang terjadi pd bahan organik segar yang diberika ke dalam tanahI. Senyawa yg terdapt dlm jaringan tumbuhan Sukar didekomposisi Mudah didekomposisi lignin selulosa minyak zat pati lemak gula resin dll protein dllII. Hasil intermediet dekomposisi Senyawa resisten Senyawa tidak resisten resin selulosa minyak zat pati lemak gula resin dll protein dll

III. Hasil dekomposisi yg resisten Hasil akhir yang sederhana humus – kompleks koloidal CO2 dan air ligno-protein nitrat sulfat fosfat senyawa Ca dll Hasil akhir dekomposisi jasad mikro:a. Karbon : CO2, CO3

2-, HCO3-, CH4, C

b. Nitrogen : NH4+, NO2-, NO3

-

c. Belerang : S, H2S, SO32-, SO4

2-, CS2

d. Fosfor : H2PO4-, HPO4

2-

e. Lainnya : K+, Ca2+, Mg2+, H2O, O2, H2, H+, OH- dll

Peredaran dan pelapukan senyawa karbon- Merupakan bahan organik utama- Berasal dr CO2

- dekomposisi bahan organik membebaskan CO2, akar juga akan melepaskan CO2

- Sejumlah kecil CO2 bereaksi dlm tanah membentuk asam karbonat: Ca, Mg, K karbonat atau bikarbonat (garam-garam ini mudah larut dan hilang atau diserap tanaman)

- Sebagian besar CO2 tanah kembali ke udara

Tumbuhan

CO2

Udara

Binatang

Pupuk hijauPupuk kandang

dan sisa tumbuhan

HCO3-

Reaksi Tanah

CO3-2 Aktivitas jasad mikro

CO2

Hilang karena drainaseCO2, karbonat dan bikarbonat – Ca, Mg, K, dll

Gambar 5.4. Bagan peredaran Karbon dalam dan di luar tanah

Pelapukan Senyawa NitrogenHasil dekomposisi bahan organik yang mengandung nitrogen adalah a. amonium, b. nitrit, c. nitrat, d. gas nitrogen

a. Amonium

Bahan Organik NH4Proses enzimatik oleh jasad

Heterotropik (bakteri, jamur,aktinomicetes

dimanfaatkan oleh jasadmikro dan tanaman

diubah menjadinitrat

b. Nitrit adalah perubahan antara amonium menjadi nitrat

2NH4+ + 3O2 2NO2

- + 2H2O + 4H+ + energi

c. Nitrat adalah perubahan selanjutnya dari nitrit yang dipengaruhi oleh: kelembaban, suhu, aerase (ketersedianya Ca dan NH4) 2NO2

- + C2 2NO3 + energi

OksidasiEnzimatik(ototropik)

Oksidasi enzimatik

Pelapukan senyawa belerang (S)

R-OSO3- + H2O ──────> R-OH + H+ + SO42-

SO42- + 4H2 S2- + 4H2O

SO32- + 3H2 S2- + 3H2O

S2O32- + 4H2O 2SH- + 3H2O

Pelapukan senyawa fosfor (P)Perubahan dr p-organik menjadi P-anorganik: H2PO4

- dan HPO42- yang dapat diserap tanaman

Humus dan pembentukannyaHumus adalah senyawa kompleks yang agak

resisten pelapukan, berwarna coklat, amorfous, bersifat koloidal, bersala dr jaringan tumbuhan dan hean yang telah dimodifikasikan atau disintesiskan oleh berbagai jasad mikro

Sifat dan Ciri Humus

1. -Tersusun dari senyawa lignin, poliuroida dan protein

- tersusun dari tiga macam asam: humin, humik, vulfik (dari kelarutannya)

2. Muatan negatif, berasal dari gugus karboksil (-COOH) dan Fenolik (-OH) yang dinetralkan

dan berionisasi dengan unit-unit pusat humus. Mempunai KTK sangat besar (150-300 me/100 g) dan daya jerap air yang besar