Upload
cais
View
304
Download
19
Embed Size (px)
DESCRIPTION
DASAR DASAR ILMU TANAH. Sifat dan Ciri Biologi Tanah Perobahan Bahan Organik Peranan Cacing Tanah Binatang Makro Tanah, Tumbuhan tanah. VI. BIOLOGI TANAH. 1. SIFAT & CIRI BIOLOGI TANAH. Jasad Hidup Tanah: Flora dan Fauna Menguntungkan sebagai decomposer, mineralizer, N fixer - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
DASAR DASAR ILMU TANAH
VI. BIOLOGI TANAH1. Sifat dan Ciri Biologi Tanah
2. Perobahan Bahan Organik
3. Peranan Cacing Tanah
4. Binatang Makro Tanah, Tumbuhan 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
• Jlhnya dlm tanah• Biomasa (bobot perunit isi or vol. tanah)• Aktifitas metabolismenya 60-80% hsl kegiatan mikroflora
1. SIFAT & CIRI BIOLOGI TANAH
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 > 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
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)
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
2. PEROBAHAN BAHAN ORGANIK (BO)
• Komposisi Tanaman
Air75%
Padatan25%
O10%
C11%
H 2%Abu 2%
Air75%
Padatan25%
C44%
O2
40%
Carbohidrat60%
25% lignin (10-30%)
Prot.10%
5% Lemak, waks, tanin
(1-8%)
H 8%
Abu 8%
Macam senyawa Sumber Unsur
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
C:N Ratio• Menentukan tkt dekomposisi BO tanah
– C/N 12-16 : tkt pelapukan lanjut– C/N >16 : 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
– Oxidasi enzymatic:
– Rx spesific pembebasan/immobilisasi unsur essential:N,P,S
– Sintesa bhn resisten hancuran senyawa baru
CO2 + H2O H2CO3
Source H+ Pelarut Basa
• C & H + O2 CO2 + 2 H2O + Energy
• Protein CO2 + H2O + Amida, AA, NH4, NO3
melepas N
Pembtk jsd ber Rx
Mikro dg lignin
Bacteri
Fungi
ActinoHumus
RX umum Oksidasi BO Tanah
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
• Others:K+, Ca+2, Mg+2, H2O, O2, H2, H+, OH-, etc.
Berdasarkan Kec. Perubahan (dekomposisi) BO dibedakan atas:
• Cepat: (<1 yr)– Gula, pati, simple
protein– Protein kasar
• Lambat: (1-…yr)– Sellulose– Lignin, lemak, waks,
minyak, resin, etc.
• Sedang: (>….yr)– Hemisellulosa
Affected by: • C/N Ratio BO:
C/N Ratio tinggi lambatC/N ratio rendah Cepat
• Kehalusan bahan• Lingkungan indusiv bagi
mikrobes:– Moisture– Temperature– O2– …
Carbon Cycle• Tan uptake C
– CO2 (atm)
– CO32- (soil)
• Akar Tan. Excrete HCO3
-
HCO3-
& CO32-
+ Ca, Mg, K, etc garam
can be leached
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
microbesdecomposition
Enzym.Rx.(Hetero. Microbes)
Ammonification
Enzym. Ox.
Enzym. Ox.
Enzym. Ox.
Autotroph,Nitrosomonas
Nitrobacter.
Sulfur Cycle
• BO HS
• HS + 2O2
SO4-2 + Energy
Plant Leaching
Uptake
Heterotrophic
Microbes
Enzym. Ox.
Thiobacillus
Phosphorus Cycle• BO P-
inorg.
Eg. PO4-3, HPO4
-2, H2PO4-
• P-fert. Plant
uptake
Immobilized by microbes
P-Inorg.
Diserap Tanaman
deco
mpo
sed
Faktor yg Mempengaruhi B.O. tanah:
• factors affecting microorganisms, s/a:– Climate: temp.:
• Dingin > panas (kdr BO bertambah 2-3 x setiap penurunan suhu tahunan rata-rata 10oC)
• Rainfall: too high > sedang < too dry
– Soil depth: decrease by depth (15-20% at 0-20 cm soil)
– Soil Texture: sand < clay (jika kondisi lain sama)
– Drainage: good < bad
– Land Use: forest > grassland > cult.soil etc
– Soil pH: acid > base
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
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
MicrobesNitrosomonasNitrobacter
Pseudomonas
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
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
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 grass>Oak forest>Spruce forest– Jenis in forest > in grass– Dominated by detritivor in grass & Oak forest, and
herbivore in Spruce forest
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↑
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
Biologi Tanah
Binatang Tumbuhan
Makro Mikro
Ganggang: Hijau,
Hijau-biru, diatom
Cendawan: Cendawan,
Ragi,Kapang
Aktinomisetes:Bakteri
Hidup dari bhn tanaman:
Serangga,Rayap, Bekicot,
Cacing,Bntg kecil
Pemangsa:Serangga,
Rayap,Laba-laba
Pemangsa Parasit:
Nematoda, Protozoa,
Rotifera
Aerob =Autotrofik
Anaerob=Heterotropik
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 > padang rumput, tetapi aktifitas dan jumlahnya di bawah p.rumput > hutan
Parameter penduga Aktifitas organisma Tanah:
• Jumlah dalam tanah• Bobot tiap unit isi 9luas
tanah)• Aktifitas metaboliknya