DASAR DASAR ILMU TANAH

1
DASAR DASAR ILMU TANAH

• VI. BIOLOGI TANAH

1. Sifat dan Ciri Biologi Tanah
2. Perobahan Bahan Organik
3. Peranan Cacing Tanah
4. Binatang Makro Tanah, Tumbuhan tanah

2
1. SIFAT CIRI BIOLOGI TANAH

• Jasad Hidup Tanah ? Flora dan Fauna
• Menguntungkan ? sebagai decomposer, mineralizer,
  N fixer
• Merugikan ? yg bersaing hara dg tanaman
  penyebab penyakit tanaman
• Kompetisi hara dan O2 dg tanaman
• Penyebab hama (rodent, serangga, nematoda
  molluska, protozoa)
• Penyebab penyakit (Bacteri, fungi, actinomycetes)
• Aktifitas
• dipengaruhi oleh
• Iklim Presipitasi, Temperatur
• Tanah Kemasaman, kelembaban, suhu, hara, etc
• Vegetasi Forest, pd rumput, belukar, etc
• Beragam dibawah veg hutan dari pd rumput, tapi
• Jlh aktifitas di pd rumput lebih tinggi dari di
  hutan
• Masing2 fauna tanah menghendaki habitat tertentu
• Parameter penciri aktivitas organisme tanah

3
Pengaruh Buruk Biologi Tanah Pengendalian

• Penyebab penyakit tan.
• Bakteri, fungi, aktinomisetes ? peny. Layu, layu
  bibit, akar busuk, akar buruk, lanas etc.
• Hama tanaman
• Rodent (tikus, tupai), moluska, keong, bekicot,
  serangga, nematoda, protozoa
• Persaingan antar jasad mikro
• Jasad heterotropik gt autotropik di bawah pengaruh
  BO segar (persaingan makanan)
• Mengeluarkan antibiotik ? membunuh jasad mikro
  lain eg. Penisilin, streptomisin, areomisin

• Pengendalian
• Rotasi tanaman
• Menurunkan pH menjadi 5.3-5.5 (yg disebabkan
  aktinomisetes)
• Menaikkan pH hingga 7.0 (busuk akar oleh bakteri)
• Uap panas
• Menciptakan tan. Toleran terhadap penyakit

4
Jasad Utama dijumpai dlm tanah berdasarkan
peranan biokimianya

• Binatang
• Makro
• Hdp dari bahan tanaman
• Binatang kecil
• Serangga
• Rayap
• Bekicot
• cacing
• Pemangsa
• Serangga
• Rayap
• Laba-laba
• Mikro
• Pemangsa parasit
• Nematoda
• Protozoa
• Rotifera

• Tumbuhan
• Ganggang
• Hijau
• Hijau biru
• diatom
• Cendawan
• Cendawan
• Ragi
• kapang
• Aktinomisetes
• Akar Tanaman
• Bakteri
• Aerob (Autotrofik)
• Anaerob (Heterotrofik)

5
Peranan setiap Jasad Hidup Tanah

• CACING TANAH (di bag.3)
• AKAR TUMBUHAN
• Memperbaiki aerase drainase, krn akar mati
  membuat lobang makropori
• Memantapkan aggregat tanah
• Akar mati penyumbang BO/humus
• Penjaga keseimbangan unsur hara dalam larutan
  melalui serapan dan pelepasan asam-asam organik
  sebagai pelarut
• ALGAE TANAH
• Algae hijau biru yg terdapat di sawah dapat
  menambat N dari udara
• FUNGI TANAH
• Lbh berperan dlm suasana masam dari bakteri
• Fungi dpt menghancur selulosa, pati, gum, lignin,
  dspg protein gula
• Mikoroza
• Fungi yg berasosiasi dg akar tanaman? memperluas
  jerapan akar, shg serapan hara meningkat esp. P
  pada suasama masam

• Kapang
• Lbh berperan mendekomposisi BO dari bakteri
  aktinomisetes pada suasana masam
• Jns yg banyak ditemukan Penicillium, Mucor,
  Trichoderma, Aspergillus
• AKTINOMISETES
• Peka pada suasana masam, baik pada pH 6.0-7.5
• Peran utama perombak BO pembebas unsur hara
• Bisa mengurai lignin jadi senyawa sederhana
• Mengurai N
• Bisa penyebab penyakit, tapi bisa didiatasi dg
  menurunkan pH tanah
• BAKTERI
• Bersifat koloidal krn kecil
• Merombak BO, esp.heterotropik
• Monopoli dlm Rx enzymatik eg. Nitrifikasi,
  oksidasi fiksasi N
• Dipengaruhi oleh faktor lingkungan eg. Suhu,
  kelembaban, O2, BO, pH, Ca-dd

6
2. PEROBAHAN BAHAN ORGANIK (BO)

• Komposisi Tanaman

Air 75
Padatan 25
C 44
Carbohidrat 60
H 8
Prot.10
Abu 8
O2 40
25 lignin (10-30)
5 Lemak, waks, tanin (1-8)
Macam senyawa
Sumber Unsur
7
Proses perombakan jaringan tanaman tkt tinggi

• Tan tkt tinggi (produsen primer) ? penangkap 1
  energi matahari CO2
• Serasah (detritus) ? diserang oleh detritivor
  (bntg karnivor), kmd oleh
• Mikroflora ? konsumen primer, sekunder, dan
  tersier
• Sisa tan. Segar ? bagian2 kecil oleh nematoda,
  keong, bekicot, serangga, rayap, tikus, dll
• Bagian2 kecil ?diserang oleh mikroflora
  binatang yg hdp dari jar.tanaman mati atau
  membusuk
• Bila ada sdkt air ? diserang oleh bakteri fungi
• Cacing ? mencampur bagian2 tsb antara lapisan
  atas dan bawah
• BO ? sumber energi bagi mikroba tanah

8
CN Ratio

• Menentukan tkt dekomposisi BO tanah
• C/N 12-16 tkt pelapukan lanjut
• C/N gt16 tkt pelapukan baru (adanya
  immobilisasi oleh microbes) (Baldock Nelson,
  2000)
• C/N ratio tanah 8/1-15/1 (Hakim et al, 1984)
• Menentukan kualitas BO
• C/N Tanah 8/1 15/1, affected by
• Rainfall
• Temperature
• C/N tanamn/microbes
• C/N Tanaman 20/1 30/1
• C/N Organisms 4/1 9/1
• C/N pujau/pukan 90/1

9

• Oxidasi enzymatic
• Rx spesific pembebasan/immobilisasi unsur
  essentialN,P,S
• Sintesa bhn resisten hancuran ? senyawa baru
• CO2 H2O H2CO3
• Source H Pelarut Basa

RX umum Oksidasi BO Tanah

• C H O2 ? CO2 2 H2O Energy
• Protein ?CO2 H2O Amida, AA, NH4, NO3
• melepas N
• Pembtk jsd ber Rx
• Mikro dg lignin

Bacteri
Actino
Humus
Fungi
10
Hasil Akhir Rx Enzymatic (by microbes)

• Energi yg dibebaskan mikroba
• E.laten 1 g DM tanaman
• Pemanas 4 5 k cal.
• Hasil akhir sederhana
• CO2
• H2O
• Senyawa Lain
• C CO2, CO3-2, HCO3-, CH4, C
• N NH4, NO-2, NO-3
• S S, H2S, SO3-2, SO4-2, CS2
• P H2PO4-, HPO4-2
• OthersK, Ca2, Mg2, H2O, O2, H2, H, OH-, etc.

11
Berdasarkan Kec. Perubahan (dekomposisi) BO
dibedakan atas

• Cepat (lt1 yr)
• Gula, pati, simple protein
• Protein kasar
• Lambat (1-yr)
• Sellulose
• Lignin, lemak, waks, minyak, resin, etc.
• Sedang (gt.yr)
• Hemisellulosa

• Affected by
• C/N Ratio BO
• C/N Ratio tinggi ? lambat
• C/N ratio rendah ? Cepat
• Kehalusan bahan
• Lingkungan indusiv bagi mikrobes
• Moisture
• Temperature
• O2

12
Carbon Cycle

• Tan uptake C
• CO2 (atm)
• CO32- (soil)
• Akar Tan. Excrete HCO3-
• HCO3- CO32- Ca, Mg, K, etc ? garam
• can be leached

13
Nitrogen Cycle

• BO (N) NH4, NO2-, NO3-, N2
• Protein NH4
• Immobilized (by microbes plants)
• Nitrifikation NO3-
• Uptake by plants microbes
• Leaching
• Rx Nitrifikasi
• 2NH4 3O2 2NO2- 2H2O H
  Energy
• 2NO2- O2 2NO3- Energy

decomposition
microbes
Ammonification
Enzym.Rx. (Hetero. Microbes)
Enzym. Ox.
Enzym. Ox.
Autotroph, Nitrosomonas
Enzym. Ox.
Nitrobacter.
14
Sulfur Cycle

• BO HS
• HS 2O2
• SO4-2 Energy
• Plant Leaching
• Uptake

Heterotrophic
Microbes
Enzym. Ox.
Thiobacillus
15
Phosphorus Cycle

• BO P-inorg.
• Eg. PO4-3, HPO4-2, H2PO4-
• P-fert. Plant uptake
• Immobilized by microbes
• P-Inorg.

Diserap Tanaman
decomposed
16
Faktor yg Mempengaruhi B.O. tanah

• factors affecting microorganisms, s/a
• Climate temp.
• Dingin gt panas (kdr BO bertambah 2-3 x setiap
  penurunan suhu tahunan rata-rata 10oC)
• Rainfall too high gt sedang lt too dry
• Soil depth decrease by depth
• (15-20 at 0-20 cm soil)
• Soil Texture sand lt clay (jika kondisi lain
  sama)
• Drainage good lt bad
• Land Use forest gt grassland gt cult.soil etc
• Soil pH acid gt base

17
Soil OM management

• Tujuan u/ mempertahankan meningkatkan BO tanah
  dan mengurangi CO2 emisi ke udara
• Memanfaatkan semua sumber BO
• Greenmanure (incorporated)
• Manure (mixed w/ soil)
• Mulch (distributed on surface)
• Cover crops
• Ciptakan kondisi pelapukan yg baik (for chemical
  purposes)
• pH, drainage aeration, add inorg fert.
• Rotasi tanaman
• Espec. w/ leguminosa
• Reduced Tillage
• No-till
• Conservation till
• Etc

18
Some Terms in the Process of SOM Changes

• Mineralization perubahan BO -----------?
  inorganic
• Immobilization perubahan inorg ----? organic (by
  microbes Plants)
• Nitrification Perubahan NH4 -----------? NO2-
  ----------? NO3-
• Ammonification perubahan BO ---------? NH4
• Denitrification perubahan NO3 --------------?
  NO2 ?N2O, N2

Microbes
Microbes
Nitrosomonas
Nitrobacter
Pseudomonas
19
3. PERANAN CACING TANAH

• Jenis Lumbricus terrestris, Allolobophora
  caliginosa,
• Mix OM, kasar-halus, lapisan tanah atas-bawah
• Menghaluskan BO (easy to attack by microbes)
• Sumber hara (kotorannya, see Table 1) ? mencerna
  tanah 15 ton/ha/th
• Increase size, stability soil structure
• Improve drainage (due to holes they created)
• Amt of soil digested 34 ton/ha, esp. in the
  upper 15-25 cm
• Dipengaruhi oleh kemasaman kesuburan tanah,
  vegetasi

20
Table 1. SIFAT FISIKA KIMIA EXREMEN
CACING TANAH SEKITARNYA

• Sft Kimia Kotoran Lapisan Lapisan
• Fisiko-kimia 0-15 cm 20-40 cm
• N total, 0.35 0.25 0.08
• C-org, 5.17 3.35 1.11
• NO3, ppm N 21.9 4.7 1.7
• P-av, ppm P2O5 150.0 20.8 8.3
• Ca-dd, ppm Ca 2793.0 1993.0 481.0
• Ca tot, 1.19 0.88 0.91
• Mg-dd, ppm Mg 492.0 162.0 69.0
• KTK, meq/100 g 4.67 3.82 1.63
• KB, 92.9 74.1 55.5

21
4. BINATANG MAKRO TUMBUHAN TANAH

• Soil Maco Fauna
• Hidup dari bahan tanaman (cacing, serangga,
  rayap, bekicot, binatang kecil) dan sebagai
• pemangsa (serangga, laba-laba, rayap)
• Effect of Vegetation on macro fauna
• biomass fauna in grassgtOak forestgtSpruce forest
• Jenis in forest gt in grass
• Dominated by detritivor in grass Oak forest,
  and herbivore in Spruce forest

22
Tumbuhan Tanah

• Peran
• Source of SOM
• Decomposing SOM
• Synthesizing humus
• Nutrient penyedia
• Types
• Plant Roots for
• Soil physics (aeration drainage, stabilize soil
  aggregates)
• OM / humus source
• Balancing nutrients in soil solution through
  adsorption and Release org. acids

• Algae fix N in grass sawah (green blue-green
  algae), in old platation (diatome)
• Fungi to decompose cellulose, starch, gum,
  lignin, protein, sugar
• Ragi, jamur, kapang ? Penicilium, Mucor,
  Trichoderma, Aspergillus ? found in
• Lap. Olah tanah
• Lap. Kaya BO
• Aerase baik
• pH ? - pH?

23

• Mycorizhae asosiasi fungi dg akar tanaman ?
  memperluas permukaan serapan akar ? increase
  serapan P
• Actinomycetes
• Peranan
• penambah BO pembebas hara
• Mineralisasi N
• Actif pd tnh agak basa
• Affected by
• Peka pd low pH
• pH opt 6-7.5
• Suka lembab aerasi baik
• Suka BO

• Bactera
• Affected by
• Humidity - BO
• Aerase - pH
• Suhu - Ca-dd
• Peran
• Dlm semua proses perubahan BO
• Dlm Rx enzymatic
• Nitrification
• Fixation N
• Sumber energi
• Autotrophic ox.mineral, C dari CO2
• Heterotrophic BO

24
(No Transcript)
25

• Faktor yang mem-pengaruhi aktifitas organisma
  tanah
• Iklim ? (eg. Suhu, CH, rH, etc.)
• Tanah ? tanah subur lebih banyak organisma tanah
• Vegetasi ? macam organisma tanah di bawah hutan gt
  padang rumput, tetapi aktifitas dan jumlahnya di
  bawah p.rumput gt hutan

• Parameter penduga Aktifitas organisma Tanah
• Jumlah dalam tanah
• Bobot tiap unit isi 9luas tanah)
• Aktifitas metaboliknya