Biologi tanah adalah kehidupan dalam tanah, menyangkut aktifitas jasad hidup dalam tanah dan peranannya baik makro atau pun mikro

Tim Pengajar Dasar Ilmu TanahFP USU MedanKuliah Dasar Ilmu Tanah/ Pertemuan 9

Berdasarkan ukuran tubuh (Wallwork,1974) :Mikro Fauna, hewan tanah yang ukuran tubuhnya 20-200 , misal ; Protozoa, Acarina, Nematoda, Rotifera, tardigrada dsb.

Meso Fauna, hewan tanah yang ukuran tubuhnya 200 -1 cm, misal ; Acarina, Collembola, nematoda, Rotifera, Araneida, Larva serangga, isopoda dsb

Makro Fauna, hewan tanah yang ukuran tubuhnya 1 cm. Misal : Megascolesidae, Mollusca, Insecta, Vertebrata kecil dsb.

Faktor yang mempengaruhi aktivitas organisme tanah Iklim (curah hujan, suhu, kelembaban dll) Tanah (struktur,kemasaman, kelembaban, suhu, hara dll) Vegetasi (hutan, padang rumput, belukar, dll)

Aktivitas organisme tanah dicirikan oleh :Jumlahnya dalam tanahBobot tiap unit isi atau luas tanah (biomassa)Aktivitas metabolikSebanyak 60-80% dari metabolisme total dalam tanah adalah hasil kegiatan mikroflora tanah.

a From Martin and Focht. 10b Number for bacteria, actinomycetes, fungi and yeast are based on plate counts. Other organism found in soil include viruses, arthropods, and earthworms

OrganismbEstimated Numbers/gBacteria3.000.000 500.000.000Actinomycetes1.000.000 20.000.000Fungi5.000 900.000Yeasts1.000 100.000Algae1.000 500.000Protozoa1.000 500.000Nematodes50 - 200

Source : Brady, 1990.Note ; Biomass values based on live weight perhectare furrow slice (HFS)

OrganismsAbundanceBiomass(Kg/HFS)(per meter3)(per gram)Soil animals Earthworms200 - 2000

FAKTOR- FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN BAKTERIKebutuhan Oksigen (O2) ;a. Beberapa bakteri pergunakan gas O2 (aerob)b. Beberapa bakteri pergunakan senyawa O2 (anaerob)c. Beberapa bakteri pergunakan kedua bentuk di atas (fakultatif)d. Ketiga bentuk tsb biasanya terdapat sekaligus di tanahHubungan dengan Kelembaban :Kelembaban optimum sama dengan yang dibutuhkan oleh tanaman tingkat tinggi.Kelembaban pengaruhi kadar O2Kisaran Temperatur :700 100 0 FTemperatur tanah jarang mematikan bakteriKebutuhan bahan organikSebagai sumber energi (bakteri heterotrofi)Bakteri autotrofik tidak perlukan BO sebagai bahan energi

Hubungan dengan CA yang dpt dipertukarkan dan pHCa tinggi dan pH : 6-8 umumnya terbaikCa dan pH menentukan jenis bakteriBakteri tertentu berfungsi pada pH amat rendah (0,3) dan yang lain pada pH tinggiCa yang dapat dipertukarkan lebih penting daripada pH

MIKRO ORGANISME SEBAGAI PEROMBAKBAKTERIJAMURPROTOZAALGA

BACTERIAbacillusspirillacoccifilamentousGruver, 2005

Beberapa Kriteria Pengelompokan Bakteri Tanah Bakteri tanah dapat dikelompokkan dalam beberapa kriteria sebagai berikut: I. Berdasarkan Sumber Makanan, bakteri tanah dikelompokkan menjadi dua, yaitu: (1) Bakteri Autotroph atau Bakteri Lithotropik , yaitu: bakteri yang dapat menghasilkan makanan sendiri, contohnya: bakteri nitrifikasi, bakteri denitrifikasi, bakteri pengoksidasi belerang, bakteri pereduksi sulfat, dll. Bakteri autotroph ini dikelompokkan lagi berdasarkan sumber energi yang diperlukan, yaitu: (a) Bakteri Photoautotroph atau Bakteri Foto Lithotropik: bakteri yang menghasilkan makanan sendiri dan sumber energi yang digunakan berasal dari Sinar Matahari, dan (b) Bakteri Khemoautotroph atau Bakteri Khemolithotropik : bakteri yang menghasilkan makanan sendiri dan sumber energi yang digunakan dari hasil oksidasi bahan organik, dan (2) Bakteri Heterotroph atau Bakteri Organotropik, yaitu: bakteri yang mendapatkan makanan dari bahan organik atau sisa-sisa dari makhluk hidup lain, baik fauna maupun flora, dan baik yang makro maupun yang mikro. Bakteri heterotroph ini pun dikelompokkan lagi berdasarkan sumber makanan, menjadi dua kelompok, yaitu: (a) Bakteri Photoheterotroph atau Bakteri Fotoorganotropik: bakteri yang mendapatkan makanan dari bahan organik atau sisa-sisa makhluk hidup lain dan sumber energi yang digunakan berasal dari Sinar Matahari, dan (b) Bakteri Khemoheterotroph atau Bakteri Khemoorganotropik: bakteri yang mendapatkan makanan dari bahan organik atau sisa-sisa makhluk hidup lain dan sumber energi yang digunakan dari hasil oksidasi bahan organik

II. Berdasarkan Kebutuhan Oksigen, Bakteri dikelompokkan menjadi tiga, yaitu: (1) Bakteri Aerob, yaitu bakteri yang selama hidupnya membutuhkan oksigen (O2), (2) Bakteri Anaerob, yaitu bakteri yang selama hidupnya tidak membutuhkan oksigen, bahkan bila terdapat oksigen bakteri ini mati, dan (3) Bakteri Mikroaerofilik, yaitu bakteri yang selama hidupnya hanya membutuhkan oksigen dalam jumlah yang sedikit.

III. Berdasarkan Peranannya dalam Penyediaan Hara bagi tanaman, dikelompokkan menjadi 3, yaitu: (1) Bakteri Pemfiksasi Nitrogen, (2) Bakteri Pelarut Fosfat, (3) Bakteri Pereduksi Sulfat. Bakteri Pemfiksasi nitrogen dikelompokkan juga menjadi tiga berdasarkan hubungannya dengan tanaman, yaitu: (1) Simbiosis, (2) Asosiasi, dan (3) Hidup bebas.

FUNGI Gruver, 2005Organisme eukariotikSel tersusun menjadi filamen panjang yang dinamakan hifa (hyphae), hifa tersusun membentuk miselium Ukuran dari mikro - makro

Jamur sebagai perombak lignin yang efektifJamur heterotroph bervariasi sangat luas dalam ukuran dan struktur, dari ragi bersel satu sampai dengan mold dan jamur yang dapat dikonsumsi oleh manusia. Jamur tumbuh dari spora dengan struktur semacam benang yang disebut hifa, dan massa benang yang ekstensif disebut misellium. Tanah pada umumnya mengandung 10100 meter hifa per gram. Jamur penting pada semua jenis tanah. Jamur toleran terhadap keasaman, yang membuatnya penting pada tanah masam. Sisa-sisa pohon di hutan memberi makanan yang berlimpah pada jamur tertentu yang merupakan perombak lignin yang efektif.

Algae-clorophylous protista

Algae menunjukkan perubahan besar dalam bentuk dan ukuran, berkisar dari organisme bersell tunggal dengan diameter sampai 10 kali lebih besar dari bakteri sampai lumut laut sepanjang lebih dari 30 meter. Algae tidak begitu penting dalam tanah. Pada umumnya sebagian besar algae tanah bersel tunggal atau berserabut kecil . algae umumnya tersebar di permukaan tanah dimana cahaya dan kelembaban memungkinkan.

Protozoa

Protozoa merupakan protista bersel satu. Protozoa hidup dalam lapisan partikel tanah yang mengelilingi air, yang berarti sebagai organisme aquatic. Bila tanah mongering, suplai makanan terbatas, atau keadaan menjadi merugikan, protozoa akan diam, dan menjadi aktif lagi apabla keadaan memungkinkan. Protozoa tanah merupakan predator yang memakan bakteri tanah meskipun beberapa diantaranya juga memakan jamur, algae, atau bahan organik mati. Walaupun protozoa terdapat banyak di dalam tanah, ternyata hanya sedikit yang berpengaruh terhadap perombakan bahan organik dan aktivitas bakteri.

BINATANG TANAH (SEBAGAI PEMAKAN DAN PEROMBAKNematoda pemakan parasitNematoda adalah cacing yang berukuran mikroskopik dan merupakan binatang yang sangat banyak terdapat di dalam tanah. Berdasarkan kebutuhan makannnya dikenal 3 kelompok yaitu

Pemakan sisa bahan organik Pemakan cacing tanah dan nematoda lainnya, parasit tanaman, bakteri, protozoa dan sejenisnya. Sebagai parasit akar tanaman tingkat tinggi dan melewatkan sebagian siklus hidup di dalam akar.

Nematoda hidup terutama dalam lapisan air yang mengelilingi partikel tanah atau daam akar tanaman. Bila tanah kering atau keadaan lain tidak memungkinkan, nematoda akan membentuk ciste. Nematoda akan aktif kembali bila kondisi lingkungan memungkinkan.

Tanaman inang yang terserang nematoda parasit akan melawan dengan membentuk bisul akar, gumpalan akar, atau penyimpangan bentuk akar. Nematoda parasit dapat dikendalikan dengan fumigasi berkala.

Nematodes Head of a bacteria-feeding nermatode. (Sven Bostrm, Swedish Museum of Natural History)A mite feeding on a nematode (Marie Newman, NCSUFungi attacking and digesting a nematode (George Barron, Univ. of Guelph)Fungal-feeding nematode (E. Ingham, Oregon State)

Cacing tanah- pemakan dan pencampur tanah

Organisme ini suka lingkungan lembab dengan bahan organik yang berlimpah, dan berlimpahnya kalsium tersedia.

Cacing tanah terdapat dalam tanah bertekstur halus dengan kandungan bahan organik tinggi dan merupakan asam keras. Cacing tanah pada umumnya membuat rongga yang dangkal dan makan bahan tanaman setiap malam.

Beberapa bahan tanaman diseret ke dalam lubang. Jenis cacing tanah yang lainnya ada yang menyerap bahan orgaik yang ada di dalam tanah. Kotoran dan buangan ditimbun dalam tanah bercampur menyatu dengan bahan tanah, membentuk alur, dan memakan daun-daunan yang rontok sehingga tanah menjadi lebih terbuka dan porous

Sifat Kimia & Fisiko KimiaKotoranLapisan 0-15 cmLapisan 20-40 cmN Total (%)0.350.250.08C Organik (%)5.173.351.11Nitart (ppmN)21.94.71.7P Terd (ppm P2O5)15020.88.3Ca tt (ppm Ca)27931993.481.0Ca Total (%)1.190.880.91Mg tt (ppm Mg)49216269KTK (me/100 g)4.673.821.63KB (%)92.974.155.5

Arthropoda-pemakan dan perombak

Arthropoda adalah hewan yang memiliki kerangka luar yang dihubungkan dengan kaki arthropoda meliputi springstail, kutu, laba-laba, serangga, termasuk larva, kelabang, dan lipan. Springstail memakan tanaman yang mati, jaringan hewan, faces, humus dan misellia jamur. Kutu memakan serat organik dari semua jenis seperti hypha jamur dan benih. Beberapa kutu adalah pemakan predator dan cacing, serangga, telur, dan hewan kecil lainnya. Lipan mempunyai beberapa pasang kaki dan sebagai pemakan hijauan atau sebagai perombak. Makanan mereka terutama bahan organik yang mati (saproghagous). Kelabang akan menyerang dan memakan semua binatang yang berukuran sebesar kepala mereka. Tempayak (larva serangga) memakan akar tanaman.

Arthropoda memiliki empat kelas, diantaranya yaitu :Kelas Myriapoda.Kelas Crustacea.Kelas Arachnida.Kelas Insecta.COLLEMBOLASPRINGTAILLIPANSEMUT

MitesImmature oribatid mites feeding on leavesRoy A. Norton, State University of New York A mite feeding on a springtailRoy A Norton, SUNYMite biodiversity (Valerie Behan-Pelletier)

SpringtailsSpringtail and oribatid mites (R. Weil)Springtail (A. Moldenke, Oregon State)

Macro and Mega InvertebratesEarthworm (R. Weil)Millipede (Soil Bio and Biochem slide set, SSSA)Carabid beetle (Tiger beetle) (McEuwan)

Pemakan MikrofilikKarniforKonsumen SekunderKonsumen TertierOrganismeMikroflora dimakanPredatorMangsaPredatorMangsaAlgaeSpringtailLaba-labaBakteriTungauNematodaSemutSentipodaFungiEnchytracidaKalajengkingTungauFungiSpringtailLaba-labaAlgaeNematodaSentipodaTungauLumutSentipedaKeongSentipodaBekicotBakteri danApliedLaba-labaProtozoaMikroflora lainLalatKumbangTungauKumbangNematodaBakteriCerucutCacing tanahfungiSerangga

Kelompok OrganismeBiomassa (g/m2)Pdg RumputOakSpruceHerbivor17,411,211,3Detritivor : Besar137,566,01,0 Kecil25,01,81,6Predator9,60,91,2Jumlah189,579,915,1

seperti Alcaligenes, Achromobacter, Micrococcuss dan Pseudomonas

+Sumber utamabatuanBahan organik tanahtanamanPO4- dalam tanahInput: pelapukan batuanOutput: fiksasi mineral, pelindian

SUMBER : BRADY, 1990)

PEMBENTUKAN RHIZOSFERNITROGEN FIXATION contoh:- Rhizobium Leguminosae MIKORIZA MENGUNTUNGKANPENYAKIT: DAMPING OFF, PENYAKIT BUSUK, DLL2. PERSAINGAN HARAMERUGIKAN

FIKSASI NITROGENAtmosfer mengandung sekitar 79% N.N merupakan unsur yang dapat membatasi pertum-buhan tanaman sehingga pemanfaatan N2 di udara sangat utama melalui pen-fiksasi yang dilakukan oleh organisme penfiksasi N hidup simbiotik maupun non simbiotik dengan tanaman.