BAHAN ORGANIK TANAH BOT merupakan salah satu komponen

BAHAN ORGANIK TANAH • BOT merupakan salah satu komponen tanah yang sangat penting bagi ekosistem tanah * BOT merupakan sumber (source) dan pengikat hara dan sebagai substrat bagi mikroba tanah.

Definisi • Bahan organik: mencakup semua bahan yang berasal dr jaringan tanaman dan hewan, baik yang hidup maupun yg telah mati, pada berbagai tahana (stage) dekomposisi (Millar, 1955) • Bahan organik tanah: lebih mengacu pd bahan (sisa jaringan tanaman/hewan) yang telah mengalami perombakan/dekomposisi baik sebagian/seluruhnya, yg telah mengalami humifikasi maupun yg belum • Kononova (1966) dan Schnitzer (1978) membagi bahan organic tanah menjadi 2 kelompok, yakni: bahan yg tlah terhumifikasi, yg disebut sbg bahan humik (humic substances) dan bahan yg tidak terhumifikasi, yg disebut sbg bahan bukan humik (non-humic substances) • Kelomp pertama lbh dikenal sbg “humus” yg merupakan hsl akhir proses dekomposisi bahan organic bersifat stabil dan tahan thd proses bio-degradasi (Tan, 1982). Terdiri atas fraksi asam humat, asam fulfat dan humin. Humus menyusun 90% bag bahan organik tanah (Thompson & Troeh, 1978) • Kelomp kedua meliputi senyawa-senyawa organik spt karbohidrat, as amino, peptida, lemak, lilin, lignin, asam nukleat, protein. .

• Bahan organik tanah berada pada kondisi yang dinamik sbg akibat adanya mikroorganisme tanah yg memanfaatkannya sbg sumber energi dan karbon • Kandungan bahan organik tanah terutama ditentukan oleh kesetimbangan antara laju pelonggokan dengan laju dekomposisinya (Pal & Clark, 1989). • Kandungan bahan organik tanah sangat beragam, berkisar ant 0, 5% - 5, 0% pada tanah-tanah mineral atau bahkan sampai 100% pada tana organik (Histosol) (Bohn, 1979). • Faktor yg pengaruhi kand BO tnh adalah: iklim, vegetasi, topografi, waktu, bahan induk dan pertanaman (cropping). • Sebaran vegetasi berkaitan erat dg pola tertentu dr agihan temperatur dan curah hujan. Pd wil yg CH rendah, mk vegetasi jg jarang shg akumulasi BO jg rendah. Pd wil yg temperatur dingin, mk keg mikroroganisme jg rendah shg proses dekomposisi lambat. • Apabila terjadi laju pelonggokan bahan organik melampaui laju dekomposisinya, terutama pd daerah dengan kondisi jenuh air dan suhu rendah, mk kandungan bahan organik akan meningkat dengan tingkat dekomposisi yg rendah

• Ciri dan kandungan bahan organik tanah merupakan ciri penting suatu tanah, krn BO tanah mempengaruhi sifat-sifat tanah melalui berbagai cara. • Hasil perombakan bahan organik BO mampu mempercepat proses pelapka bahan 2 mineal tanah; agihan (distribution) bahan organik di dlm tanah berpengaruh thd pemilahan (differentiation) horison. • Proses perombakan bahan organik merupakan mekanisme awal yg selanjutnya menentukan fungsi dan peran bahan organik tsb di dlm tanah.

Komposisi Tanah dan Komposisi BOT

KLASIFIKASI BAHAN ORGANIK TANAH Senyawa Organik dalam Tanah Organisme Hidup (edaphon) Bahan Organik Tanah Bahan yg belum mengalami perubahan 1. 2. 3. Tipe dan Bentuk BOT Bahan hasil transformasi (HUMUS) Substansi Non-humik: carbohydrates lipids amino acids Diunduh dari: …………… 18/3/2013 Substansi Humik: 1. humic acids (HA) 2. fulvic acids (FA) 3. humins

1. Menyediakan hara dan membantu ketersediaan hara selama beberapa musim pertumbuhan 2. Memperbaiki sifat fisika, kimia dan biologi tanah untuk pertumbuhan tanaman 3. Menyangga perubahan sifat tanah karena gangguan atau fluktuasi lingkungan (iklim) 4. Mengurangi kontaminasi lingkungan dan kehilangan tanah 5. Mengurangi kebutuhan input eksternal dan membantu daur ulang ketika aplikasi residu organik dan/atau bahan pembenah tanah

• BOT kunci keberhasilan sistim pertanian berkelanjutan • Hanya 2 -5 % tetapi pengaruhnya terhadap sifat-sifat tanah besar. Bahan Organik Tanah Fungsi BOT : • *BOT merupakan satu komponen Sebagai granulatorsalah memperbaiki strukturtanah sangat penting bagi ekosistem tanah *yang penyedia unsur hara (via dekomposisi dan mineralisasi), N, P, S, Unsur mikro dll. • * BOT merupakan sumber (source) dan pengikat Sumber energi bagi mikroorganisme pemacu (sink) hara dan sebagai substrat bagi mikroba aktivitas organisme tanah memperbaiki agregasi tanah. • Pengikat unsur beracun pada tanah masam ( misal Al) meningkatkan kapasitas penyangga tanah; kaitannya dengan efisiensi penggunaan unsur hara (termasuk pupuk) • Menambah kemampuan tanah menahan air • Menambah kemampuan tanah menahan unsur hara

PELAPUKAN (DEKOMPOSISI) BAHAN ORGANIK TANAH L aju Dekomposisi 1. Gula, pati, protein sederhana 2. Protein kasar 3. Hemiselulose 4. Selulose 5. Lignin , lemak, lilin, dll. (cepat dilapuk) (Lambat dilapuk) Reaksi yg dialami B O T : 1. Reaksi oksidasi ensimatik yang menghasilkan CO 2, H 2 O dan panas 2. Unsr-unsur fungsional, N, P dan S dibebaskan ke tanah, atau digunakan dalam reaksi-reaksi lainnya dalam siklus unsur hara 3. Senyawa-senyawa organik yang tahan lapuk akan terbentuk dari bahan organik asalnya atau dari hasil bentukan jasad renik tanah

ENERGI BAHAN ORGANIK TANAH Bahan organik berfungsi sebagai Sumber karbon dan sumber energi bagi jasad renik tanah Bahan organik tumbuhan mengandung energi 4 - 5 kcal per satu gram bahan kering Mis: 10 pupuk kandang = 2. 5 ton bahan kering == 9 -11 juta kcal energi laten. Tanah yg mengandung 4% BOT mempunyai 170 -200 juta kcal energi potensial setiap hektar lapisan olah, ini setara dengan 2025 ton batu bara Energi laten ygtersimpan dalam BOT, sebagian digunakan oleh jasad renik dan sebagian dilepaskan sebagai panas. Kalau tanah diberi bahan organik (pupuk kandang atau lainnya), sejumlah energi panas akan dibebaskan ke atmosfer.

Karakteristik Bahan Organik Tanah Karakterisasi bahan organik tanah dapat dilakukan melalui berbagai cara, di antaranya 1) analisis kimia: total C dan total N (metode termudah), 2) fraksionasi fisik: berdasar ukuran dan berat jenis, 3) penggunaan isotop: 13 C (isotop stabil, bukan radioaktif) dan 14 C (radioaktif).

Humus ini mengandung 2 jenis zat, yakni zat non humat dan juga zat humat. Untuk zat humat sendiri dibagi lagi menjadi 3 macam, yakni asam humat, asam fulvat dan juga humin. Nah dibawah ini akan kami jelaskan tentang pengertian dari asam humat dan asam fulvat dan juga manfaatnya untuk tanaman Pengertian asam humat • Asam humat merupakan sebuah zat organik yang memiliki struktur molekul komplek dengan berat molekul tinggi yang mengandung gugus aktif didalamnya. Di alam, asam umat ini terbentuk dari proses kimia, fisika, dan juga biologi dari bahan-bahan yang asalnya dari tumbuhan maupun hewan dengan proses humifikasi. Asam humat ini memiliki kemampuan untuk menstimulasi dan juga mengaktifkan proses fisiologi dan biologi pada organisme yang ada didalam tanah.

Manfaat asam humat • Memiliki kemampuan untuk menyerap air sekitar 80 -90% sehingga hal ini akan membantu mengurangi resiko erosi pada tanah serta meningkatkan kemampuan tanah dalam menahan air. • Meningkatkan permeabilitas membran tanaman • Memiliki kapasitas tukar kation yang tinggi • Memiliki kemampuan untuk mengendapkan serta mengikat polutan, contohnya logam berat yanga di didalam tanah sehingga berfungsi untuk mengurangi kadar racun nantinya • Untuk meningkatkan masukan nutrient melalui koversi hara menjadi sebuah bentuk ketersediaan • Mengikat dan juga mengatur pelpasan hara untuk menyesuaikan kebutuhan tanaman agar nantinya tidak terjadi penumpukan • Menstimulasi aktifitas mikrobiologi tanah untuk meningkatkan pertumbuhan akar tanaman • Memperbaiki struktur tanah baik secara fisik maupun kimia, sehingga membuat tanah lebih gembur • Aktifitas mikroorganisme yang ada diatas tanag nantinya mampu menghasilkan hormon pertumbuhan, seperti sitokinin, auxin, dan juga giberilin

Manfaat asam fulvat Untuk asam fulvat ini memiliki rantai polimer yang lebih pendek namun memilikin kandungan unsur oksigen yang lebih tinggi. Selain asam fulvat ini mudah larut dalam semua rentang ph tanah sehingga sifatnya ini lebih reaktif. Asam fulvat terbentuk dari hasil ekstraksi dari humus yang begitu potensial untuk dijadikan suplemen pemacu pertumbuhan tanaman. • Manfaat asam fulvat • Membantu aktifitas kimia seperti memproduksi enzim, struktur hormon serta kebutuhan dalam penggunaan vitamin • Mampu meningkatkan pertumbuhan • Memperbaiki kesuburan tanah • Mampu menyerap logam berat dan racun polutan • Dapat membantu untuk mengimbangi ketidak seimbangan sel

Kandungan asam humat dan asam fulvat Kandungan asam humat : • Asam humat memiliki 10. 000 -100. 000 g/mol, Larut dalam basa tapi tidak larut dalam asam dan humin memiliki >100. 000 g/mol, memiliki warna coklat gelap, tidak bisa larut dalam basa dan asam, sangat resisten dari serangan mikroba. Kandungan yang terdapat dalam asam humat diantaranya: C, H, O, N, S dan juga P. Ada juga unsur lain seperti Na, K, Mn, Mg, Al dan Fe. Asam humat ini memiliki kandungan 0, 2 -3, 7 % P, 0, 6 -1, 1% S, 5, 6% Al dan Fe Oksida. Lalu 0, 6% kalium sulfat, 0, 05 -0, 15%Na. Magnesium dan juga sebagian kecil dari mangan. Kandungan asam fulfat • Asam fulvat memiliki 1000 -5000 g/mol, warmanya terang, larut dalam semua Ph tanah dan juga rentan terhadap serangan mikroba. Kandungan yang ada didalamnya seperti 5, 4% H, 45%C, 1, 9% S, 2, 1% N, d anjuga 44, 8% O.

Sifat penting asam humat dan asam fulvat • Memiliki kemampuan mengikat air sangat besar • Kapasitas tukar kaiton sangat tinggi • Sebagai zat pengompleks • Memiliki siat absorpsi • Memiliki kemampuan mengikat polutan dalam tanah Peran asam humat dan asam fulvat • Sebagai pelaruit TSP/ SP 36 • Memiliki peran untuk melarutkan sisa pupuk kimia yang ada didalam tanah sehinga tanah akan gembur kembali • Menciptakan lingkungan tanah yang ideal demi perkembangbiakan mikororganisme yangbergnua bagi kesuburan dari tanah • Dapat membantu untuk menstabilkan p. H tanah • Mengatur penyaluran dan pergerakan unsur hara dari dalam tanah • Mwnngkatkan kesuburan tanah dan memperbaiki lahan kritis • Meningkatklan kualitas dan juga produktivitas dalam sektor perkebunan, pertanian, hingga kehutanan • Dapat mengurangi penggunaan pu[uk sintetis kimia, sehingga dapat mengurangi dampak pencemaran lingkungan.

BAHAN ORGANIK BAGI TANAH: TATA UDARA FISIK TATA AIR TATA KEHIDUPAN TATA HARA BIOLOGI KIMIA

Bahan Organik Tanah dan Pembentukan Tanah (Swift et al. , 1979)

Gambar Komposisi bahan organik dan perubahannya (Chenu dan Robert, 2003)

Tabel. Seryawa-senyawa utama dalam jaringan tumbuhan (persentase berat kering) (Singer dan Munns, 1987) Tipe Senyawa Tipe jaringan Daun Muda Daun Tua Pucuk Polimer Polisakarida 30 50 60 Sellulose 25 30 35 Lain lain Protein 25 6 1 Nukleotid 5 2 Lipid 5 2 1 Lignin 2 10 20 8 3 1 Molekul Sederhana Gula, asam dll

Tabel. Enzim yang terlibat dalam dekomposisi bahan organik beserta reaksinya (Singer dan Munns, 1987) No Enzim 1 Cellulase 2 Urease 3 Phosphatase 4 Sulfatase Yang dilakukan Memecah cellulose, yang merupakan ratusan rantai panjang unit gula sangat panjang kedalam komponen gulanya. Penting untuk bahan organik yang membusuk Memecah urea (H 4 N 2 CO) dalam air menjadi CO 2 dan ammonium. Membuat urin hewan dan nitrogen pupuk urea lebih tersedia bagi tanaman. Reaksinya menghendaki tersedianya ion Ni 2+ Dengan melibatkan air, ia dapat memecah O II ikatan"humus O P {OH) 2 untuk menghasilkan "humus OH dan H 3 P 04 yang membantu penguraian humus, membuat fosfor lebih tersedia bagi tanaman. Dengan melibatkan air, enzim ini memecah O II "humus O S O H" II O Untuk menghasilkan "humus OH dan H 2 SO 4 Dengan melibatkan air, enzim ini dapat memecah ikatan dua asam amino 5 Protease O II [R, - (NH) C R 2] untuk membentuk asam amino terpisah O I I R, NH 2 dan HO C R 2 atau bagian dari protein. Ini adalah proses pencernaan jaringan hidup. R, dan R 2 adalah bahan organik.

Gambar. Produk dekomposisi bahan organik secara biokemik (Tate, 1987)

Tabel Berbagai keuntungan adanya bahan organin tanah (Stephenson, 1994) Sifat Warna Ciri ciri Warna hitam pada tanah sering disebabkan oleh bahann organik Efek bagi tanah Meenyerap panas Biodiversitas tanah Fraksi organik tanah menyediakan sumber makanan sekaligus sumber energi bagi berbagai oganisme. Beranekaragamnya bahan organik juga dicerminkan oleh organisme tanah Beberapa kegiatan yang dilakukan oleh organisme tanah berkaitan dengan adanya bahan organik tanah. Retensi air Bahan organik dapat menahan air 20 kali dibanding beratnya sendiri. Membantu mencegah kekeringan. Memperbaiki kemampuan menahan kelembaban pada tanah pasir Kombinasi dengan mineral tanah dalam mengikat partikel lain oleh polisakarida atau organisme tanah Perekat partikel tanah menjadi unit Agregat adalah dasar unit strukur yang dinamakan struktur tanah yang memungkinkan agregat pertukaran gas. Struktur yang stabil meningkatkan permiabilitas tanah.

Lanjutan Mengurangi bulk density pada tanah mineral Bahan organik biasanya mempunyai kepadatan rendah sehingga dapat melarutkan mineral tanah Bulk density yang rendah biasanya berhubungan dengan naiknya porositas dikarenakan oleh adanya interaksi antara fraksi organik dan anorganik. Kelarutan dalam air Ketidaklarutan bahan organik Sedikit bahan organik yang dalam air karena asosiasimya larut melalui pencucian. dengan liat. Juga garam kation divalen dan trivalen dengan bahan organik juga tidak larut. Isolasi bahan organik ada yang larut sebagian Aksi Buffer Bahan organik merangsang buffering dari sedikit asam, netral dan alkalin Membantu menjaga reaksi yang seragam

Lanjutan Pertukaran kation Keasaman total dari fraksi organik yang terisolisasi berkisar antara 300 1400 cmol/kg Mungkin meningkatkan kapasitas tukar kation antara 20 70% dari kapasitas tukar kation berbagai tanah kaitannya dengan bahan organik Mineralisasi Dekomposisi bahan organik Sumber hara bagi + menghasilkan CO 2, NH 4 , NO 3 pertumbuhan tanaman , PO 4 dan SO 2 4 4 Stabilisasi Kontaminan Stabilisasi bahan organik seperti bahan humik termasuk senyawa volatil (pembentukan ikatan sisa bahan organik dengan pestisida Stabilitas tergantung pada ketahanan humus tanah dan terpeliharanya jumlah karbon tanah Chelasi logam berat Bentuk bentuk kompleks stabil dengan Cu 2+, Mn 2+ dan kation polivalen lain Mungkin meningkatkan ketersedian unsur mikro bagi tumbuhan tingkat tinggi

Gambar Fungsi Tanah (Robert, 2001)

Gambar : Bahan organik tanah dan produksi pangan (Chenu dan Robert, 2003).

Gambar Illustrasi hierarki organisasi biodiversitas tanah (Robert, 2001)

Stevenson (1982) menyajikan proses dekomposisi BO dg urutan sbb: 1. Fase perombakan bahan organik segar. Proses ini akan merubah ukuran bahan menjadi lbh kecil. 2. Fase perombakan lanjutan, yg melibatkan keg ensim mikroorganisme tnh. Fase ini dibagi lg menj bbrp tahapan: 1. tahap awal: dicirikan oleh kehil scr cpt bhn-bhn yg mudah terdekomposisi sbg akibat pemanfaatan BO sbg sumber karbon dan energi oleh m. o. tnh, terutama bakteri. Dihslkan sejmlh seny sampingan (by products) spt: NH 3, H 2 S, CO 2, as organik dll. 2. Tahap tengah: terbent seny organik tengahan/antara (intermediate products) dan biomasa baru sel organisme) 3. Tahap akhir: dicirikan oleh terjadinya dekomposisi scr berangsur bag jaringan tnm/hewan yg lbh resisten (mis: lignin). Peran fungi dan Actinomycetes pd tahapan ini sangat dominan 3. Fase perombakan dan sintesis ulang senyawa 2 organik (humifikasi) yg akan membentuk humus.

PEROMBAKAN BAHAN ORGANIK • Sisa-sisa tanaman & binatang mengalami perombakan dlm atau di atas tanah pd kondisi 2 yg berbeda. • Kecepatan perombakan dan hsl 2 akhir terbentuk bergantung kpd suhu, lengas, udara, bhn kimia dan mikrobia. • Smakin tinggi suhu (hingga 40 o. C) akan smakin mempercepat perombakan. Ini merup slh 1 alasan bahwa tanah atasan mempunyai kand BO rendah. • Lengas diperlukan utk perombakan scr biologis, namun air yg berlebihan sangat menyebabkan kekurangan(kurang) udara dan akibatnya akan memperlamat perombakan. • Ketersediaan bhn 2 kimia yg diperlukan sbg zat hara (terutama N) bagi mikrobia menentukan kecepatan perombakan dan berpengaruh thd jenis humus yg dibentuk. • BO terombak lebih cepat di dlm tanah yg subur dibanding dlm tanah yg kurus. • Urutan perombakan komponen 2 BO tanah adl: 1. Gula, pati, protein 2 yg larut air 2. Protein kasar 3. Hemicelulose 4. Selulosa 5. Minyak, lemak, lignin, lilin

Humus: campuran senyawa yg kompleks (tersusun oleh asam humat, as fulfat, ligno protein dll), mempunyai sifat agak/cukup resisten (tahan) thd perombakan jasad renik (mikroorganisme), bersifat amorf (tak mempunyai bentuk tertentu), berwarna coklat-hitam, bersifat koloid (<1 µm, bermuatan) dan berasal dari proses humifikasi bahan organik oleh mikroba tanah. Pengaruh humus (BO) thd sifat 2 tanah: • Pengaruh scr fisik: – warna tanah menjadi lbh kelam. Coklat-hitam: menaikkan suhu. – Meningkatkan agregasi (granulasi tanah) dan urobilitas agragat, aerasi (penghawaan) lbh baik, draenasi perembihan, pelulusan) lbh baik, lbh tahan thd erosi – Mengurangi plastisitas pd tanah lempung (liat-clay), tanah lbh mudah diolah (lbh gembur) – Menaikkan kemampuan mengikat/menyimpan air • Pengaruh scr kimia: – Menaikkan KPK. (humus mempunyai KPK>200 me/100 gr. – Merup slh satu sumber unsur hara (penting dlm daur/siklus unsur hara) – Merup cadangan unsur hara utama N, P, S dlm bent organic dan unsure hara mikro (Fe, Cu, Mn, Zn, B, Mo, Ca) dlm bent khelat (chelate) dan akan dilepaskan scr perlahan-lahan. – Meningkatkan aktivitas, jumlah dan populasi mikro dan makro organisme tanah (O merup sumber energi/mknan) (bakteri, fungi, actinomycetes, cacing, serangga dll)

• Gambut muncul pada: daerah lembab/basah, suhu rendah, bakteri sedikit, dekomposisi lambat, akumulasi bahan organik tinggi • Daerah temperate/tinggi: Pd musim gugur: suhu mulai menurun shg dekomposisi lambat. Hanya pd musim panas suhu tinggi, shg dekomposisi cepat.

SUSUNAN JARINGAN TANAMAN TINGKAT TINGGI

Hasil-hasil sederhana yg dihasilkan dari aktivitas mikroba tanah adalah sbb: • Karbon : CO 2, CO 3=, HCO 3 - CH 4, karbon elementer • Nitrogen: NH 4+, NO 2 -, NO 3 -, gas N 2 • Sulfur : S, H 2 S, SO 3=, SO 4=, CS 2 • Fosfor : H 2 PO 4 -, HPO 4= • Lain-lain : H 2 O, O 2, H+, OH-, K+, Ca 2+, Mg 2+ dll

PERAN BAHAN ORGANIK DI DALAM TANAH: • pengaruh BO di dlm tnh mencakup gatra 2 (aspect) genesa dan kesuburan tanah. • Pengaruhnya dpt bersifat jangka pendek maupun jangka panjang. Pengaruh jangka pendek terutama diperankan oleh bahan 2 non-humus (non-humified materials), sedangkan pengaruh jangka panjang diberikan oleh bahan humus. Kedua pengaruh tsb dpt memperbaiki pertumbuhan tanaman. • Tersedianya BO dlm tanah berarti pula tersedianya sumber karbon dan energi bg mikroorganisme tnh yg perannya sangat dominan dlm proses perombakan BO. • Lewat proses mineralisasi, BO mampu menyediakan unsur 2 hara bg tanaman, terutama: N, P, S dan unsur 2 hara mikro. • BO memainkan peran utama dlm pembent agragat dan struktur tanah yg baik, shg scr tak langsung akan memperbaiki kondisi fisik tanah, dan pd gilirannnya akan mempermudah penetrasi air, penyerapan air, perkembangan akar, serta meningkatakan ketahan thd erosi

PERAN BAHAN ORGANIK DI DALAM TANAH: • BO jg mampu meningk KPK dan daya sangga tanah, fototosisitas, keterlindian (leachability), serta biodegradasi pestisida di dlm tanah. • BO jg dpt membentuk kompleks dg unsur 2 hara mikro shg dpt mencegah kehilangan lewat pelindihan, serta kurangi timbulnya keracunan unsur hara mikro. BO jg mampu melepaskan P yg disemat oleh oksida 2 (Fe, Al) dlm tanah (Sanchez, 1976) • Temperatur dan kelembaban yg tinggi akan memacu alihrupa mineral, dan pengaruh tsb akan diperbesar oleh kehadiran substansi organik. • Kand BO tnh merupakan kriterium plng penting utk mencirikan dan memapankan batas 2 suatu epipedon. Kand BO menentukan sbg horison organik atau bukan. • Bbrp epipedon yg menggunakan BO sbg ciri pembeda utama adl: epipedon histik, molik, umbrik dan okrik. Peran BO sangat vital dlm genesa horison spodik.