BIOTA TANAHBy Rizkiyanti Faradina (151510501312)

Biota tanah adalah makhluk hidup yang menghabiskan sebagian siklus hidupnya di tanah.

FungiProtozoa

Peranan Biota Tanah, Meliputi :

1. Penggerak utama siklus nutrien (C, N, P, S)2. Memodifikasi struktur tanah dan rezim air3. Menambah jumlah dan efisiensi tambahan

nutrien (acqusition) tanaman (via simbiosis)4. Mempengaruhi kesehatan tanaman5. Merombak pestisida dan bahan kimia dalam

tanah

Fungsi Biota Tanah dan Penyediaan Jasa Ekosistem

Decomposers Fungi Bakteri Detritivores

C- transformation

Nutrients transformers Decomposers Siklus Nitrogen Mikoriza

Nutrient cycling

Kelompok berdasarkan

fungsinya Fungsi Dlm Ekosistem

Kelompok berdasarkan fungsinya

Kesatuan EkosistemAggregate ecosystem)

Ecosystem Engineers Fungi bacteria

Biocontrollers Predators Microbivores hyperparasites

Memelihara struktur tanah

Mengatur populasi biologi

Decomposers adalah organisme yg merombak organisme yg telah mati atau hancur melalui proses dekomposisi secara biokimia (biochemical reaction).

DECOMPOSER

Bakteri dan fungi memproduksi senyawa kimia yg disebut enzim mencernak material yg telah mati, kemudian menghasilkan sumber makanan untuk organisme lainnya.

Detritivore adalah hewan yg memakan material organik dari organisme yg telah mati dan menghancurkannya menjadi ukuran yg lebih kecil.

Detritivore

Kutu kayu yang memakan material kayu dari pohon yang telah mati

Dekomposisi Residu TanamanAwalnya residu tanaman dimakan dan difragmentasi oleh transformer, selanjutnya mengalami perombakan/dekomposisi yg dilakukan oleh dekomposer (mikroorganisme)

Proses konversi residu tanaman (dan residu organik lainnya/limbah) menjadi humus difasilitasi oleh enzim-enzim

Residu tanaman

Fragmentasi oleh transformer (detritivores)

(microarthropods)

Perombakan oleh decompocer (fungi,

bakteri, nematoda, dll)

Humus (asam humic

and fulvic)

Nutrien

Tanaman

Difasilitasi oleh enzim-enzim

Mineralisasi

CO2 + H2O

Mikroorganisme dan biota tanah

Ecosystem Engineers

organisme-organisme yg menciptakan, memodifikasi atau memelihara habitat ( microhabitat) dengan mengadakan perubahan secara fisik dalam bentuk material biotik dan abiotik yang secara langsung maupun tdk langsung mengatur ketersediaan sumberdaya bagi species lainnya (Jones et al. 1994, 1997).

Beaver atau sering dikenal berang-berang merupakan hewan pengerat yang hidup di dua tempat (darat dan air)

Membendung aliran air

Terbentuk genangan (pond)

Model original “ecosystem engineer”

Merubah distribusi dan populasi

berbagai organisme, juga keanekaragaman

hayati

Jones et al. (1994) membedakan dua macam “physical ecosystem engineers”:

Allogenic engineersAutogenic engineers

1. Allogenic engineers Merubah lingkungan dgn menstransformasi material biotik dan abiotik dari satu keadaan fisik tertentu menjadi keadaan yg lain melalui cara mekanik atau dgn cara yang lain.

Contoh Allogenic Ecosystem Engineers (cacing tanah, semut) Merubah struktur tanah Mempengaruhi laju siklus

nutrien dan aliran energy Membawa bahan organik

masuk lbh dalam ke dlm profil tanah

Menciptakan pori-pori shg air dpt masuk lebih dalam dan akar tanaman dpt mengakses ke bagian lebih dalam profil tanah

Merubah lingkungan melalui struktur fisiknya sendiri, yaitu jaringan yg masih hidup dan yg sudah mati. Mereka tumbuh dan menjadi besar, jaringan yg sudah mati menciptakn habitat bagi organisme lain untuk hidupnya.

2. Autogenic engineers “

Tanaman epiphytes tumbuh pada batang atau cabang tanaman lain.

Ecosystem Engineer memberikan 5 kunci fungsi ekosistem

1. Membalik tanah2. Menangkap bahan organik3. Infiltrasi air4. Perkembangan fungi5. Penyebaran dan

perkembangan biji

BIOCONTROLLERS

Predator dapat meningkatkan kenanekaragaman hayati komunitas dengan cara menjaga dominasi suatu species. Predator semacam ini disebut keystone species dan dapat memiliki pengaruh kuat terhadap kesetimbangan organisme dalam suatu ecosystem tertentu.

Valuation of soil ecosystem services

De Groot et al (2002) mendefinisikan tiga tipe nilai jasa ekosistem:

• Ecological value• Socio-cultural value• Economic value

Ecological value merefleksikan integritas (kekuatan) jasa-jasa supporting dan regulatory. Keberlanjutan penggunaan natural capital ditentukan oleh integritas, kelenturan, dan resistensi ekosistem atau natural capital resource.

Socio-cultural value menggambarkan nilai jasa kultural

Economic value – baik secara langsung maupun tdk langsung akan nilai ekonomi yg dpt diperoleh (dpt dibuat asumsi atau estimasi)

MIKORIZA

Interaksi yang terjalin antara akar tanaman dan fungi

Tipe Mikoriza1. Ectomycorrhizae adalah jamur yang

hifanya hanya sampai pada bagian epidermis akar pertumbuhan atau tidak sampai menembus ke dalam korteks akar

2. Endomikoriza adalah jamur yang hifanya dapat menembus akar sampai bagian korteks. Misalnya yang terjadi pada tanaman anggrek, sayuran (kol), dan pada berbagai jenis tumbuhan tinkat tinggi.

Ectomycorrhizae Absorbing roots are those that are

affected Become thicker and repeatedly branched

after infection

Ectomycorrhizae

Benefits to fungus Kebutuhan akan C dan energi terpenuhi diperkirakan bahwa hingga 10% (atau

lebih) dari fotosintat yang dihasilkan oleh pohon dilewatkan ke mikoriza dan organisme lainnya rizosfir

Benefits to trees

Tanaman akan tumbuh lebih baik ketika melakukan simbiosis dengan mikoriza

Benefits to trees

Benefits to trees

Fungi increase supply of inorganic nutrients to tree

P is insoluble in most soils Extramatrical hyphae extend over a

larger volume of soil than roots can – increase ability to absorb insoluble nutrients such as P

HUBUNGAN TUMBUHAN DAN MIKROBA

1. Rhizobium dan Kacang-kacangan2. Jamur mikoriza3. Tanaman - tanaman mutualisme

N2

dinitrogen gas(78% of air)

NH4+

ammonium

NO2-

nitrite

NO3-

nitrate

BIOSPHERE

N2Onitrous oxide

Denitrification Biological Nitrogen fixationThe Haber Process and lightning

Denitrification

nitrification

The Nitrogen Cycle

nitrification

Reaksi : N2(g) + 3H2(g) ⇄ 2NH3(g) ∆H= -924 kJ

PEMBUATAN AMONIA MELALUI PROSES HABER-BOSCH

NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH−

Lightning oxidizes nitrogen in the air into nitrates which are deposited by rain and can fertilize plant growth

PEMBUATAN AMONIA MELALUI PROSES HABER-BOSCH

Reaksi untuk fiksasi nitrogen biologis ini bisa ditulis sebagai berikut :N2 + 8 H+ + 8 e− → 2 NH3 + H2

Mikro organisme yang melakukan fiksasi nitrogen antara lain :

• Cyanobacteria, • Azotobacteraceae, • Rhizobia, • Clostridium, dan • Frankia.

Host plant Bacterial symbiont

Alfalfa Rhizobium melilotiClover Rhizobium trifoliiSoybean Bradyrhizobium japonicumBeans Rhizobium phaseoliPea Rhizobium leguminosarumSesbania Azorhizobium caulinodans

Both plant and bacterial factors determine specificity

Rhizobium-legume symbioses

legume

rhizobia

Fixed nitrogen(ammonia)

Fixed carbon(malate, sucrose)

MemberikanMemperoleh

Pea Plant

R. leguminosarumnodules

Warna pink adalah leghaemoglobin protein yang membawa oksigen ke bakteroid

Physiology of a legume nodule

The Nodulation Process

Pengeluaran zat kimia sebagai sinyal dari akar dan Rhizobium

Invasi akar oleh Rhizobia Pembentukan benang infeksi Pembelahan sel kortikal dan pembentukan

jaringan nodul Bakteri nitrogen yang ditransfer ke sel-sel

tanaman dalam pertukaran untuk karbon tetap

Azorhizobium caulinodans

Sesbania

on

The aquatic fern Azolla is the only fern that can fix nitrogen. It does so by virtue of a symbiotic association with a cyanobacterium (Anabaena azollae).

A nitrogen-fixing fern

Non-symbiotic nitrogen fixation

CyanobacteriaAnabaenaNostoc

Aquatic:

Terrestrial and rhizosphere-associated:

AzospirillumAzotobacterAcetobacterKlebsiellaClostridium

Another cyanobacterium on the palm Welfia regia in an epiphyllic relationship

It is believed that these bacteria transfer some % of fixed N to the plants through the leaf surfaces