Dasar dasar ilmu tanah

1. SIFAT DAN CIRI BIOLOGI TANAH
A. Pendahuluan
B. Organisme Tanah
- Klasifikasi Organisme Tanah
- Peranan Organisme Tanah
- Mikrobia Simbiotik
- Mikoriza
C. Bahan Organik Tanah
- Sumber Bahan Organik Tanah
- Dekomposisi Bahan Organik (nitrifikasi)
- Humus dan Pembentukannya
D. Peranan Bahan Organik Tanah
E. Nisbah Karbon – Nitrogen
F. Faktor yang mempengaruhi kuantitas bahan organik tanah

2. Pendahuluan
 Biologi Tanah adalah bagian yang
membahas tentang organisme hidup dan
bahan organik yang ada di dalam tanah
 Bagian dari organisme hidup dan bahan
organik di dalam tanah mineral sangat
sedikit yaitu sekitar 5%, tetapi perannya
sangat besar.
 Bahan organik tanah merupakan bagian dari
konsep koloidal yang memegang peranan
penting dalam kesuburan tanah.
 Bahan organik itu sendiri berpangkal dari
kehidupan dalam tanah yang kita sebut
biologi tanah.

3. Organisme Tanah
 Organisme Tanah (soil organism) adalah semua jasad hidup yang
terdapat di dalam tanah atau disebut juga dengan organisme hidup (living
organisme).
Klasifikasi Organisme Tanah :
a. Dilihat dari perannya pada tanaman, maka
organisme tanah dibagi kepada dua kelompok
besar, yaitu:
1. Organisme yang menguntungkan
misalnya : mikoriza, rhizobium, dll.
2. Organisme yang merugikan
misalnya : patogen, parasit, dll.
b. Berdasarjan jenisnya, organisme tanah juga
dibagi atas tiga kelompok, yaitu :
1. Kelompok tumbuhan (flora)
2. Kelompok binatang (fauna)
3. Kelompok virus

4. Organisme Tanah yang umum
dijumpai di dalam tanah :
Fauna
Fauna
Flora
Flora
Makro
Mikro
Saprofit
Pemangsa
(predator)
Binatang kecil
Serangga
Rayap
Bekicot
Cacing
Serangga
Rayap
Laba-laba
Pemangsa
Parasit
Nematoda
Protozoa
Rotifera
Ganggang
Cendawan
Actinomiisetes
Bakteri
Hijau
Hijau biru
Diatom
Cendawan
Ragi
Kapang
Aerobik
Anaerobik
Ototropik
Heterotropik
atau

5. Aktivitas Organisme
Tanah :
Aktivitas Organisme Tanah dipengaruhi oleh berbagai
faktor, yang antara lain :
 Iklim :
(curah hujan, suhu, kelembapan,
dll.)
 Tanah :
(kemasaman, kelengasan, unsur
hara, toxisisitas, dll.)
 Vegetasi :
(hutan, padang rumput, belukar,
rawa, dll.)
Aktivitas Organisme Tanah dicirikan oleh parameter :
(1) Jumlahnya di dalam tanah
(2) Biomassa
(3) Aktivitas metaboliknya.

6. Peranan Organisme
Tanah :
Peranan organisme di dalam tanah antara lain :
Perombakan bahan organik menjadi senyawa
sederhana (anorganik) :
(mis. Organisme saprofit)
Penyediaan unsur hara :
(mis. mikoriza, Rhizobium, pelarut P dan mineral, dll.)
Pelindung tanaman terhadap stress air :
(mis. Mikoriza)
Pelindung tanaman dari patogen (antagonis) :
(mis. Trichoderma, mikoriza,dll.)
Produksi enzim dan auksin :
Patogen tanah (pengaruh jelek)
Dll.

7. Beberapa Organisme
Penting :
Peranan organisme di dalam tanah antara lain :
Cacing Tanah
Aktinomisetes
Bakteri
Cendawan

8. MIKORIZA
 Mikoriza
Bentuk “struktur akar” yang
terbentuk karena adanya sisbiosis
mutualistis antara “cendawan “
dengan sistem perakaran tanaman
 Tipe mikoriza
 Ektomikoriza
 Endomikoriza

9. Tanpa Kolonisasi
S. seminis
S. pinanga
S. mecistopteryx
hifa hifa
hifa

10. Ektomikoriza
Adobted from Yadi Setiadi (2006)

11. Cendawan mikoriza arbuskula
Adobted from Yadi Setiadi (2006)

12. Spora cendawan mikoriza arbuskula

13. Structure mikoriza arbuskula
Vesikula Auxiliary cell
Arbuskula

15. Factors affecting biodiversity of AMF
(Abundance and spores types)
 Land use types
 Degree of disturbances
 Species composition
 Types of vegetation
 Soil (pH, sandy, clay, wet and dry, mineral or organic)
 Elevation
 Salinity
 Agriculture intensification !!!

16. Tanaman Inang berasosiasi dengan Ektomikoriza
 Pinus merkusii
 Shorea sp.,
 Eucalyptus sp.,
 Acacia mangium (prov
Australia)
Note : terbatas untuk
tanaman pohon

17. Tanaman Inang berasosiasi dengan
CMA (endomikoriza)
 Tanaman kehutanan
o Acacia mangium, A. crasicarpa
o Paraserianthes falcataria (sengon)
o Tectona grandis (jati)
o Swietenia macrophylla (mahoni)
o Casia siamea (johar)
o Sesbania grandifora (turi)
o Gmelina arborea
o Ramin
o Lain-lain
 Tanaman perkebunan
o Kelapa sawit
o Coklat
o Kopi
o Tebu
o Nenas
o Pisang
o Pepaya
o Teh
o Lain-lain
 Tanaman pertanian & hortikultura
o Pagi gogo, Kedelai, Jagung, Tomat, Cabe merah, Sayuran
o Lain-nya
 Pakan Ternak (Pueraria javanica, Setaria sp, Centrosema sp, Legume dan
rumput lainnya)
 Pharmaceutical Industri (Tanaman obat-obatan)

18. Peranan Mikoriza
 Perbaikan pertumbuhan, kualitas dan kesehatan tanaman
 Peningkatan toleransi :
kekeringan,
logam berat,
lahan marginal (pasca tambang)
patogen akar,
salinitas
 Perbaikin fisik tanah dan siklus hara
 Eficiency pemupukan

19. Aktivitas Organisme Tanah dipengaruhi oleh berbagai
faktor, yang antara lain :
 Iklim :
(curah hujan, suhu, kelembapan,
dll.)
 Tanah :
(kemasaman, kelengasan, unsur
hara, toxisisitas, dll.)
 Vegetasi :
(hutan, padang rumput, belukar,
rawa, dll.)
Aktivitas Organisme Tanah dicirikan oleh
parameter :
(1) Jumlahnya di dalam tanah
(2) Biomassa
(3) Aktivitas metaboliknya.

20. B. BAHAN ORGANIK TANAH
PENDAHULUAN
☻ Bahan Organik merupakan salah satu konstituen tanah yang
sangat penting untuk menjaga agar fungsi tanah dalam
mendukung pertumbuhan tanaman tetap optimal.
☻ Hampir semua bentuk kehidupan di dalam tanah, juga sangat
tergantung kepada bahan organik baik sebagai sumber energi
maupun sebagai sumber nutrisi.
☻ Bahan organik di dalam ekosistem terdiri dari bahan organik
yang berada :
a. di atas permukaan tanah dan
b. yang berada di bawah permukaan tanah.
☻ Bahan organik yang berada di atas permukaan tanah biasanya
terdapat dalam bentuk seresah (akumulasi residu
tanaman/hewan) dan sebagian terdapat dalam bentuk yang
sedang terdekomposisi.
☻ Bahan organik yang berada di bawah tanah umumnya telah
menjadi bentuk sebagai senyawa humus (humic substance).

21. 4 - 3
☻ Distribusi bahan organik di dalam tanah
bervariasi tergantung pada jenis tanah
dan lingkungan (ekosistem).
☻ Distribusi dapat dibedakan menurut
ekosistem hutan (forest ecosystems)
dan padang rumput (grassland
ecosystems).
DISTRIBUSI BAHAN ORGANIK TANAH :
☻ Distribusi dan jumlah bahan organik pada ekosistem hutan dapat
dilihat dari tiga bagian, yaitu:
1. Tegakan tanaman (+ 70-80 ton/ha atau 34-40 %),
2. Permukaan tanah (14-17 ton/ha atau 7-8%), dan
3. Tanah (114-120 ton/ha atau 44-47%).

22. 4 - 3
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KANDUNGAN
BAHAN ORGANIK TANAH :
☻ Di dalam tanah, jumlah kandungan C-organik sangat tergantung pada jenis
tanah dan kadar ini juga tergantung dari faktor-faktor pembentukan
tanah, yaitu :
OM = ƒ (c, v, r, p, t, m)
dimana :
OM = bahan organik (organic matter)
c = iklim (climate)
v = vegatasi (vegetation)
r = timbulan/topografi (relief)
p = bahan induk tanah (parent material)
t = waktu (time), dan
m = manusia (pengelolaan tanah)
☻ Perbandingan relatif kandungan bahan organik pada
beberapa tanah adalah :
 Sangat tinggi (mis : gambut /HISTOSOL, GELLISOL)
 Tinggi (misalnya : MOLLISOL)
 Sedang (mis. : ANDISOL, VERTISOL, INCEPTISOL)
 Rendah (misalnya: SPODOSOL, INCEPTISOL, ALFISOL, ENTISOL)
 Sangat Rendah (mis.: OXISOL, ULTISOL, ARIDISOL)

23. 4 - 4
Kualitas bahan organik di dalam sangat tergantung dari susunan
kimianya :
Bahan organik Tanah secara garis besar dibagi atas :
Fraksi organik kasar (serasah dan residu tanaman) ------ C/N tinggi
Komponen mikroorganisme (jamur, bakteri, actinomicetes, dll,)
Fraksi humus (senyawa humat) :
 Asam Fulvat (fulvic acid)
- Berbobot molekul agak rendah
- Bersifat agak asam
- Banyak mengandung gugus karboksilat
- Larut dalam asam
- Berwarna agak cerah
 Asam Humat (humic acid)
- Berbobot molekul tinggi
- Bersifat agak alkalis
- Banyak mengandung gugus metoksi
- Tidak Larut dalam asam
- Berwarna coklat kehitaman (gelap)
 Humin (Tidak larut)
SUSUNAN BAHAN ORGANIK TANAH

24. Sifat-sifat Bahan Organik
Bahan organik merupakan salah satu dari konstituen tanah,
sehingga sangat penting untuk menjaga fungsi tanah.
Sifat-sifat bahan organik, antara lain :
1. Mempunyai bobot isi (bulk density) yang rendah (0,1-0,5 g cm-1)
2. Mempunyai luas permukaan spesifik tinggi
3. Mempunyai kemampuan menyerap air yang tinggi (sampai 3 kali lipat dari
bobot keringnya)
4. Bersifat agak plastis tetapi tidak lekat.
5. Mempunyai kapasitas tukar kation (KTK) tinggi hingga 150-200 me/100 g
karena memiliki gugus-gugus fungsional yang banyak :
 Hidroksil (-OH)
 Karboksil (-COOH)
 Fenolik ( ---<>OH ), dll.
6. Bersifat amfotir (bertindak sebagai basa pada kondisi asam dan bertindak
sebagai asam pada kondisi alkalis)
7. Bersifat hesteriosis jika terjadi pembasahan dan pengeringan.
8. Memiliki titik muatan nol (pHo) sangat rendah.
9. Bermuatan variabel

25. Komposisi Senyawa Organik
Secara kimia, susunan bahan organik terdiri atas berbagai macam
senyawa, antara lain :
☻ Polisakarida (selulosa, hemiselulosa)
☻ Poliuronida
☻ Lignin
☻ Enzim, Protein, asam-asam amino, dan vitamin
☻ Lemak, waks, dan sejenisnya.
☻ Asam-asam organik sederhana (karboksilat, stearat,
malonat, tartrat, dll.)
☻ Asam-asam organik kompleks (humat, fulfat, humin, dll.)
☻ Organik larut
☻ Unsur mineral (element) 4 - 7

26. PERANAN BAHAN ORGANIK
DI DALAM TANAH
☻ Memperbaiki sifat-sifat Fisika Tanah :
a. Membentuk agregat tanah
Senyawa organik terutama yang berbentuk polimer (polisakharida, poliuronida
dan lignin) dapat berikatan dengan liat dan fraksi-fraksi lainnya (debu dan pasir)
membentuk struktur yang baik dan mantap sehingga lebih tahan terhadap erosi.
b. Membuat tanah lebih lunak sehingga mudah diolah,
Karena bobot isi bahan organik lebih kecil dibandingkan dengan bobot isi tanah
(liat, debu, dan pasir)
c. Memperbaiki kompaksi tanah
d. Mampu menjerap air yang tinggi sehingga tanah lebih tahan terhadap kekeringan.
e. Memperbaiki aerasi tanah.
f. Jika digunakan dalam bentuk mulsa, maka dapat menjaga suhu tanah dan
kerusakan partikel dari pengaruh erosi.
4 - 8

27. ☻ Memperbaikisifat-sifatKimiaTanah:
a. Sebagai sumber unsur hara (nutrisi)
Bahan organik mengandung unsur hara yang lengkap (makro dan mikro)
meskipun kandungan masing-masing hara relatif kecil dibanding dengan
pupuk.
b. Dapat menetralkan keasaman dan bebasaan tanah
(Sifat amfotir)
c. Meningkatkan KTK tanah
d. Meningkatkan ketersediaan hara
- Melepaskan hara terikat spt. Pelepasan P dari
pengikatan oleh Fe dan Al, dan Mn.
- Meningkatkan kelarutan hara
e. Secara langsung dapat memacu pertumbuhan tanaman karena mengandung
auksin dan hormon serta asam-asam organik.
f. Mencegah keracunan dari logam-logam berat seperti Al, Fe, Pb, Se, Cd, dll.
g. Menurunkan pHo tanah sehingga muatan negatif akan meningkat.
h. Menetralisir dampak merugikan dari beberapa masalah yang disebabkan oleh
pencemaran.
4 - 8

28. ☻ MemperbaikibiologiTanah:
a. Sebagai sumber energi bagi jasad hidup tanah
Bahan organik unsur C dan unsur-unsur lainnya yang juga digunakan
oleh mikroorgsnisme.
b. Meningkatkan jumlah dan aktivitas mikroorganisme
Sudah menjadi kenyataan bahwa dimana ada bahan organik, disitu
berkembang bebagai mikroorganisme.
c. Menjaga kesehatan tanah
d. Menambah kandungan humus tanah
e. Sebagai bahan remediasi tanah
f. Sebagai bahan ameliorasi tanah
g. Meningkatkan aktivitas beberapa reaksi enzimatik.
.
4 - 8

29. a. Sisa-sisa Tanaman (plant residues)
b. Pupuk kandang (manures)
c. Pupuk Hijau (green manure)
 Lamtoro
 Cover crops (mis. Crotalaria, Mimosa sp.
Colopogonium,.)
 Gamal (Glyricidia)
 Kekacangan (legumes)
 Rerumputan (graminae), dll.
d. Pendauran bahan organik (alley cropping,
relay cropping, intercropping, dll.)
d. Limbah organik (limbah pertanian, limbah pabrik, sludge, stelling) dll.
e. Pemanfaatan gambut, dll.
f. Mikroorganisme
4 - 11

30. 4 - 11

31. 4 - 11
Materi Kuliah
Dasar-dasar Ilmu Tanah
Prof. Dr. Ir. Sufardi, M.S.
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SYIAH KUALA
DARUSSALAM, BANDA ACEH