Bahan Mata Kuliah Ilmu Tanah Dasar

1. BAHAN ORGANIK
TANAH
Dick Dick Maulana, SP., Msi
Fakultas Pertanian
Program Studi Agroteknologi
Universitas Islam Nusantara Bandung

2. Pendahuluan
• Bahan organik : mencakup semua bahan yang berasal dari jaringan
tanaman dan hewan, baik yang hidup maupun yang telah mati, pada
berbagai tingkatan (stage) dekomposisi (Milar, 1955).
• Bahan organik tanah : lebih mengacu pada bahan (sisa jaringan
tanaman/ hewan) yang telah mengalami perombakan/dekomposisi
baik sebagian/ seluruhnya, yang telah mengalami humifikasi maupun
yang belum).
• Kononova (1966) dan Schnitzer (1978) membagi bahan organik tanah
menjadi 2 kelompok, yakni: bahan yang telah terhumifikasi, yang
disebut sebagai bahan humik (humic substances) dan bahan yang
tidak terhumifikasi, yang disebut sebagai bahan bukan humik (non-
humic substances).
• Kelompok pertama lebih dikenal sebagai “humus” yang merupakan
hasil akhir proses dekomposisi bahan organic bersifat stabil dan
tahan terhadap proses bio-degradasi (Tan, 1982). Terdiri atas fraksi
asam humat, asam fulfat dan humin. Humus menyusun 90% bagian
bahan organik tanah (Thompson & Troeh, 1978).
12/18/2018IlmuTanahDasar2018
2

3. • Kelompok kedua meliputi senyawa-senyawa organik seperti
karbohidrat, asam amino, peptida, lemak, lilin, lignin, asam
nukleat, protein.
• Bahan organik tanah berada pada kondisi yang dinamik
sebagai akibat adanya mikroorganisme tanah yang
memanfaatkannya sebagai sumber energi dan karbon.
• Kandungan bahan organik tanah terutama ditentukan oleh
kesetimbangan antara laju penimbunan dengan laju
dekomposisinya (Pal & Clark, 1989).
• Kandungan bahan organik tanah sangat beragam, berkisar
antara 0,5% - 5,0% pada tanah-tanah mineral atau bahkan
sampai 100% pada tanah organik (Histosol) (Bohn, 1979).
12/18/2018IlmuTanahDasar2018
3

4. • Faktor yang mempengaruhi kandungan BO tanah adalah :
iklim, vegetasi, topografi, waktu, bahan induk dan
pertanaman (cropping).
• Persebaran vegetasi berkaitan erat dengan pola tertentu
dari kondisi temperatur dan curah hujan. Pada wilayah yang
CH rendah, maka vegetasi juga jarang sehingga akumulasi
BO juga rendah. Pada wilayah yang temperatur dingin,
maka kegiatan mikroorganisme juga rendah sehingga
proses dekomposisi lambat.
• Apabila terjadi laju penimbunan bahan organik melampaui
laju dekomposisinya, terutama pada daerah dengan kondisi
jenuh air dan suhu rendah, maka kandungan bahan organik
akan meningkat dengan tingkat dekomposisi yang rendah.
12/18/2018IlmuTanahDasar2018
4

5. • Ciri dan kandungan bahan organik tanah merupakan ciri
penting suatu tanah, karena BO tanah mempengaruhi sifat-
sifat tanah melalui berbagai cara.
• Hasil perombakan bahan organik BO mampu mempercepat
proses pelapukan bahan-bahan mineral tanah; agihan
(distribution) bahan organik di dalam tanah berpengaruh
terhadap pemilahan (differentiation) horison.
• Proses perombakan bahan organik merupakan mekanisme
awal yang selanjutnya menentukan fungsi dan peran bahan
organik tersebut di dalam tanah.
12/18/2018IlmuTanahDasar2018
5

6. Stevenson (1982) menyajikan proses
dekomposisi BO dengan urutan sebagai berikut :
• Fase perombakan bahan organik segar. Proses ini akan
merubah ukuran bahan menjadi lebih kecil.
• Fase perombakan lanjutan, yang melibatkan kegiatan
enzim mikroorganisme tanah. Fase ini dibagi lagi menjadi
beberapa tingkatan :
• tingkatan awal: dicirikan oleh kehilangan secara cepat
bahan-bahan yang mudah terdekomposisi sebagai
akibat pemanfaatan BO sebagai sumber karbon dan
energi oleh mikroorganisme tanah, terutama bakteri.
Dihasilkan sejumlah senyawa sampingan (by products)
seperti NH3, H2S, CO2, as organik dll.
12/18/2018IlmuTanahDasar2018
6

7. • tingkatan tengah: terbentuk senyawa organik
tengahan/antara (intermediate products) dan biomasa
baru sel organisme.
• tingkatan akhir: dicirikan oleh terjadinya dekomposisi
secara berangsur bagian jaringan tanaman/hewan
yang lebih resisten (misal : lignin). Peran fungi dan
Actinomycetes pada tingkatan ini sangat dominan.
• Fase perombakan dan sintesis ulang senyawa-senyawa
organik (humifikasi) yang akan membentuk humus.
12/18/2018IlmuTanahDasar2018
7

8. SUSUNAN JARINGAN TANAMAN
TINGKAT TINGGI
Abu-2%
Air-75%
C-11%
H-2%
O-10%
12/18/2018IlmuTanahDasar2018
8

9. SUSUNAN UMUM JARINGAN
TUMBUHAN
Karbohidrat
Lemak, lilin, tanin dll
Lignin
Protein
Sederhana
Larut air
Kasar
Gula dan pati
Hemiselulosa
Selulosa
1-5%
10-28%
20-50%
1-8%
10-30%
1-15%
12/18/2018IlmuTanahDasar2018
9

10. Hasil-hasil sederhana yang dihasilkan dari
aktivitas mikroba tanah adalah sebagai berikut :
 Karbon : CO2, CO3
=, HCO3
-, CH4, karbon
elementer (kompleks)
 Nitrogen : NH4
+, NO2
-, NO3
-, gas N2
 Sulfur : S, H2S, SO3
=, SO4
=, CS2
 Fosfor : H2PO4
-,HPO4
=
 Lain-lain : H2O, O2, H2, H+, OH-, K+, Ca+, Mg+ dll
12/18/2018IlmuTanahDasar2018
10

11. PEROMBAKAN BAHAN ORGANIK
• Sisa-sisa tanaman dan binatang mengalami perombakan
dalam atau di atas tanah pada kondisi-kondisi yang
berbeda.
• Kecepatan perombakan dan hasil-hasil akhir terbentuk
bergantung kepada suhu, lengas, udara, bahan kimia dan
mikroba.
• Semakin tinggi suhu (hingga 40C) akan semakin
mempercepat perombakan. Ini merupakan salah satu
alasan bahwa tanah atasan mempunyai kandungan BO
rendah.
• Lengas diperlukan untuk perombakan secara biologis,
namun air yang berlebihan sangat menyebabkan kahat
(kurang) udara dan akibatnya akan memperlambat
perombakan.
12/18/2018IlmuTanahDasar2018
11

12. PEROMBAKAN BAHAN ORGANIK
• Ketersediaan bahan-bahan kimia yang diperlukan sebagai
zat hara (terutama N) bagi mikrobia menentukan kecepatan
perombakan dan berpengaruh terhadap jenis humus yang
dibentuk.
• BO terombak lebih cepat di dalam tanah yang subur
dibanding dalam tanah yang kurus.
• Urutan perombakan komponen-komponen BO tanah
adalah :
• Gula, pati, protein-protein yang larut air.
• Protein kasar
• Hemiselulosa
• Selulosa
• Minyak, lemak, lignin, lilin
12/18/2018IlmuTanahDasar2018
12

13. PEROMBAKAN BAHAN ORGANIK
• Kecepatan perombakan BO menurun sesuai dengan waktu dan
tercapainya suatu komposisi kimia yang mirip humus yang
dianggap sebagai salah satu hasil pertengahan perombakan.
• Perombakan BO di dalam tanah adalah merupakan suatu
proses pencernaan yang tidak sama dengan pencernaan BO di
dalam perut binatang. Sejumlah besar oksigen diperlukan
untuk perombakan BO tersebut. Oksida BO paling cepat di
dalam tanah permukaan dan paling lambat di dalam lapisan
tanah bawahan, terutama jika tanah mampat dan basah.
• Peristiwa khas: pengkerutan dan amblesnya Muck (mencapai
2-5 cm/th di Florida) dan gambut (peat) setelah diolah, karena
berkembang dalam kondisi air tanah yang tinggi sehingga
menghambat perombakan. Perlu drainase dan perbaikan
aerasi sehingga perombakan dapat dipercepat.
12/18/2018IlmuTanahDasar2018
13

14. PERAN BAHAN ORGANIK DI DALAM
TANAH
• Pengaruh BO di dalam tanah mencakup gatra-gatra
(aspect) genesa dan kesuburan tanah.
• Pengaruhnya dapat bersifat jangka pendek maupun
jangka panjang. Pengaruh jangka pendek terutama
diperankan oleh bahan-bahan non-humus (non-
humified materials), sedangkan pengaruh jangka
panjang diberikan oleh bahan humus. Kedua pengaruh
tersebut dapat memperbaiki pertumbuhan tanaman.
12/18/2018IlmuTanahDasar2018
14

15. PERAN BAHAN ORGANIK DI DALAM
TANAH
• Tersedianya BO dalam tanah berarti pula tersedianya sumber
karbon dan energi bagi mikroorganisme tanah yang perannya
sangat dominan dalam proses perombakan BO.
• Lewat proses mineralisasi, BO mampu menyediakan unsur-unsur
hara bagi tanaman, terutama : N, P, S dan unsur-unsur hara
mikro.
• BO memainkan peran utama dalam pembentukan agregat dan
struktur tanah yang baik, sehingga secara tidak langsung akan
memperbaiki kondisi fisik tanah, dan pada gilirannya akan
mempermudah penetrasi air, penyerapan air, perkembangan
akar, serta meningkatkan ketahanan terhadap erosi (erodibilitas
tanah).
• BO juga mampu meningkatkan KTK dan daya sangga tanah
(erodibilitas tanah), fotosintesis, ketahanan terhadap
pencucian hara (leachability), serta biodegradasi pestisida
di dalam tanah.
12/18/2018IlmuTanahDasar2018
15

16. PERAN BAHAN ORGANIK DI DALAM
TANAH
• BO juga dapat membentuk kompleks dengan unsur hara mikro
sehingga dapat mencegah kehilangan lewat pelindihan, serta
mengurangi timbulnya keracunan unsur hara mikro. BO juga
mampu melepaskan P yang disemat oleh oksida-oksida (Fe, Al)
dalam tanah (Sanchez, 1976).
• Temperatur dan kelembaban yang tinggi akan memacu
konversi/perubahan (alih rupa) mineral, dan pengaruh tersebut
akan diperbesar oleh kehadiran substansi organik.
• Kandungan BO tanah merupakan kriterium paling penting untuk
mencirikan dan memapankan batas-batas suatu epipedon.
Kandungan BO menentukan sebagai horison organik atau
bukan.
• Beberapa epipedon yang menggunakan BO sebagai ciri
pembeda utama adalah : epipedon histik, molik, umbrik, dan
okrik. Peran BO sangat vital dalam genesis horison spodik.
12/18/2018IlmuTanahDasar2018
16

17. Pengaruh humus (BO) terhadap sifat-
sifat tanah:
• Pengaruh secara fisik:
• Warna tanah menjadi lebih kelam, coklat-hitam :
menaikkan suhu
• Meningkatkan agregasi (granulasi tanah) dan
durabilitas agregat, aerasi tanah lebih baik, drainase
lebih baik, lebih tahan terhadap erosi
• Mengurangi plastisitas pada tanah lempung (liat-clay)
tanah lebih mudah diolah (lebih gembur)
• Menaikkan kemampuan mengikat/menyimpan air.
12/18/2018IlmuTanahDasar2018
17

18. Pengaruh humus (BO) terhadap sifat-
sifat tanah:
• Pengaruh secara kimia:
• Menaikkan KTK (humus mempunyai KTK>200 me/100 gr)
• Merupakan salah satu sumber unsur hara (penting dalam
daur/siklus unsur hara)
• Merupakan cadangan unsur hara utama N, P, S dalam
bentuk organik dan unsur hara mikro (Fe, Cu, Mn, Zn, B,
Mo, Ca) dalam bentuk khelat (chelate) dan akan dilepaskan
secara perlahan-lahan
• Meningkatkan aktivitas, jumlah dan populasi mikro dan
makro organisme tanah (O merupakan sumber
energi/makanan) (bakteri, fungi, actinomycetes, cacing,
serangga dll).
12/18/2018IlmuTanahDasar2018
18

19. Rasio C/N
• C merupakan komponen BO yang relatif dalam jumlah besar
dan proporsi tertentu. Sedangkan N merupakan hara yang
konsentrasinya sering mengontrol kecepatan dekomposisi BO
(karena N digunakan untuk membentuk protein dalam
populasi bakteri dan fungi).
• Kandungan N dalam mikro-organisme dan BO dinyatakan
dalam proporsinya terhadap kandungan C, dan disebut nisbah
C/N.
12/18/2018IlmuTanahDasar2018
19

20. Rasio C/N
• Kenyataan bahwa C/N rasio tanah cukup konstan (10:1 -
12:1, tapi kisarannya mulai 8:1 s.d 15:1), memberikan arti
penting dalam mengontrol:
• Ketersediaan N,
• Total BO, dan kecepatan perobakan organik,
• Pengembangan model pengelolaan tanah yang menyeluruh
.
• C/N BO tanah penting untuk dua alasan utama yaitu:
• Kompetisi antara mikro-organisme terhadap keterse-diaan
N akibat penambahan residu dengan nisbah C/N tinggi ke
dalam tanah; dan
• Karena rasio ini relatif konstan dalam tanah, pemeliharaan
C -dan juga BO tanah- sangat bergantung pada kandungan
N tanah.
12/18/2018IlmuTanahDasar2018
20

21. Beberapa contoh nisbah C/N BO.
BO Nisbah C/N
• Bakteria 4:1; 5:1
• Fungi 9:1
• Humus tanah terolah di daerah hangat 11:1
• Legume mature (alfalfa atau clover) 20:1
• Sampah hutan 30:1
• Jerami, batang jagung 90:1
• Serbuk gergaji 250:1
12/18/2018IlmuTanahDasar2018
21

22. Rasio C/N
• Banyaknya mikroorganisme terbatas jika N tersedia tidak
mencukupi. Bakteria membutuhkan 1 kg N untuk setiap 4-5
kg C  pengguna N yang berat.
• Jika jerami dengan C/N 90:1 ditambahkan ke dalam tanah
dengan N rendah, banyaknya bakteria akan me-ningkat lambat
karena keterbatasan N. Jerami akan terdekompos lambat
karena rendahnya hara makanan untuk mikro-organisme
perombak.
• Proses perombakan ini dapat dipercepat dengan
menambahkan pupuk N untuk mensuplai kebutuhan
mikroorganisme dan kebutuhan tanaman.
• Pada kondisi BO dengan C/N tinggi di tambahkan ke dalam
tanah  merugikan tanamantanaman akan kahat N, karena
mikroorganisme menggunaan N dari tanah untuk menyusun
tubuhnya.
12/18/2018IlmuTanahDasar2018
22

23. 12/18/2018IlmuTanahDasar2018
23

24. 12/18/2018IlmuTanahDasar2018
24

25. HATUR NUHUN
12/18/2018IlmuTanahDasar2018
25