Bab iv bahan organik tanah
1 like2,235 views
Dokumen tersebut membahas tentang bahan organik tanah dan pengaruhnya terhadap sifat tanah. Bahan organik tanah mempengaruhi struktur, porositas, kemampuan menahan air, dan sifat kimia tanah seperti pH dan kapasitas pertukaran kation. Bahan organik berperan penting dalam pembentukan agregat tanah dan meningkatkan aerasi serta kemampuan tanah menyimpan air.
Bab iv bahan organik tanah
- 1. BAB IV. BAHAN ORGANIK TANAH Kandungan Bahan Organik Tanah Kandungan bahan organik tanah biasanya diukur berdasarkan kandungan C-organik. Kandungan karbon (C) bahan organik bervariasi antara 45%-60% (rerata 50%) dan konversi C- organik menjadi bahan organik = % C-organik x 1,724. Kandungan C termasuk perakaran dan edafon yang masih hidup, sehingga tidak rancu dengan kandungan humus. Kandungan bahan organik dipengaruhi oleh aras akumulasi bahan asli dan aras dekomposisi dan humifikasi yang sangat tergantung kondisi lingkungan (vegetasi, iklim, batuan, timbulan, praktik pertanian). Tanah yang masih asli (belum mengalami usikan kegiatan manusia) mempunyai keseimbangan dan karakteristik kandungan bahan organik. Keseimbangan tersebut akan berubah apabila tanah tersebut mulai dimanfaatkan untuk pertanian, apalagi hasil panen termasuk limbahnya diangkut dari lahan dan tidak dilakukan pendauran ulang. Oleh karena itu, perlu dilakukan cara-cara praktis untuk mempertahankan kandungan bahan organik, misalkan pemupukan dengan kompos atau pupuk hijau, rotasi tanaman, konservasi residu pertanaman dan praktik-praktik pertanian yang berwawasan konservasi. Aras dekomposisi jauh lebih penting daripada jumlah bahan organik yang ditambahkan. Di wilayah tropika, walaupun pertumbuhan tanaman cukup intensif dan banyak bahan yang ditambahkan ke dalam tanah, tetapi ternyata sulit untuk meningkatkan akumulasi bahan organik tanah karena proses dekomposisi berjalan dengan cepat. Berbeda dengan wilayah tundra yang mempunyai pertumbuhan tanaman rendah, kegiatan biologi rendah, sehingga akumulasi humus terjadi cukup tinggi. Akumulasi bahan organik terjadi dalam bentuk gambut dan muck karena terhambatnya proses dekomposisi akibat kondisi yang tergenang.
- 2. Pengaruh bahan organik terhadap sifat fisik tanah Bahan organik tanah menjalankan berbagai fungsi penting. Ia mempengaruhi pertumbuhan tumbuhan lewat daya pengaruhnya atas sifat fisik, kimia, dan hayati tanah. Bahan organik tanah (BOT) memajukan kebaikan struktur dan konsistensi tanah, dan dengan demikian memperbaiki keterolahan, aerasi, permeabilitas, dan daya tanah menyimpan air. BOT dapat menambat air sampai 20 kali lipat bobotnya sendiri. 1. Struktur tanah Bahan organik merupakan salah satu bahan pembentuk agregat tanah, dimana bahan organik memiliki peran sebagai perekat antar partikel tanah sehingga dapat menyatu membentuk agregat tanah. Hal tersebut menegaskan bahwa bahan organik memiliki peran penting dalam pembentukan struktur tanah. Pengaruh pemberian bahan organik terhadap struktur tanah sangat berkaitan dengan tekstur tanah yang diperlakukan. Pada tanah lempung yang memiliki tekstur berat, terjadi perubahan struktur gumpal kasar dan kuat menjadi struktur yang lebih halus tidak kasar (remah) dengan derajat struktur sedang hingga kuat, sehingga lebih mudah untuk diolah. Hal tersebut dikarenakan, komponen organik seperti asam humat dan asam fulvat dalam hal ini berperan sebagai sementasi pertikel lempung dengan membentuk komplek lempung-logam-humus (Stevenson, 1982). Pada tanah pasiran bahan organik diharapkan dapat merubah struktur tanah dari berbutir tunggal menjadi bentuk gumpal, sehingga meningkatkan derajat struktur dan ukuran agregat atau meningkatkan kelas struktur dari halus menjadi sedang atau kasar. Bahkan bahan organik dapat mengubah tanah yang semula tidak berstruktur (pejal) menjadi struktur yang baik atau remah, dengan derajat struktur yang sedang hingga kuat. Mekanisme pembentukan agregat tanah oleh adanya peran bahan organik ini dapat digolongan dalam empat bentuk : a. Penambahan bahan organik dapat meningkatkan populasi mikroorganisme tanah baik jamur dan actinomycetes. Melalui pengikatan secara fisik butir-bitir primer oleh miselia jamur dan actinomycetes, maka akan terbentuk agregat walaupun tanpa adanya fraksi lempung.
- 3. b. Pengikatan secara kimia butir-butir lempung melalui ikatan antara bagian–bagian positip dalam butir lempung dengan gugus negatif (karboksil) senyawa organik yang berantai panjang (polimer). c. Pengikatan secara kimia butir-butir lempung melalui ikatan antara bagian-bagian negatif dalam lempung dengan gugusan negatif (karboksil) senyawa organik berantai panjang dengan perantaraan basa-basa Ca, Mg, Fe dan ikatan hidrogen. d. Pengikatan secara kimia butir-butir lempung melalui ikatan antara bagian-bagian negatif dalam lempung dengan gugus positif (gugus amina, amida, dan amino) senyawa organik berantai panjang (polimer). 2. Porositas tanah Bahan organik juga berpengaruh terhadap peningkatan porositas tanah. Porositas tanah merupakan ukuran yang menunjukkan bagian tanah yang yang terisi oleh udara dan air. Pori-pori tanah dapat dibedakan menjadi pori mikro, pori meso dan pori makro. Pori-pori mikro sering dikenal sebagai pori kapiler, pori meso dikenal sebagai pori drainase lambat, dan pori makro merupakan pori drainase cepat. Tanah pasir yang banyak mengandung pori makro sulit menahan air, sedang tanah lempung yang banyak mengandung pori mikro memiliki drainase yang jelek. Pori dalam tanah menentukan kandungan air dan udara dalam tanah serta menentukan perbandingan tata udara dan tata air yang baik. Penambahan bahan organik pada tanah kasar (berpasir), akan meningkatkan pori yang berukuran menengah dan menurunkan pori makro. Dengan demikian akan meningkatkan kemampuan menahan air (Stevenson, 1982). Pada tanah lempungan, pemberian bahan organik akan meningkatkan pori meso dan menurunkan pori mikro. Dengan demikian akan meningkatkan pori yang dapat terisi udara dan menurunkan pori yang terisi air, artinya akan terjadi perbaikan aerasi untuk tanah lempung berat. Terbukti penambahan bahan organik (pupuk kandang) akan meningkatkan pori total tanah dan akan menurunkan berat volume tanah. Aerasi tanah sering terkait dengan pernafasan mikroorganisme dalam tanah dan akar tanaman, karena aerasi terkait dengan O2 dalam tanah.
- 4. 3. Lengas (air) tanah Pengaruh bahan organik terhadap peningkatan porositas tanah di samping berkaitan dengan aerasi tanah, juga berkaitan dengan status kadar air dalam tanah. Penambahan bahan organik akan meningkatkan kemampuan menahan air sehingga kemampuan menyediakan air tanah untuk pertumbuhan tanaman meningkat.Kadar air yang optimal bagi tanaman dan kehidupan mikroorganisme adalah sekitar kapasitas lapang. Penambahan bahan organik di tanah pasiran akan meningkatkan kadar air pada kapasitas lapang, akibat dari meningkatnya pori yang berukuran menengah (meso) dan menurunnya pori makro, sehingga daya menahan air meningkat, dan berdampak pada peningkatan ketersediaan air untuk pertumbuhan tanaman (Scholes et al., 1994). Terbukti penambahan pupuk kandang di Andisol mampu meningkatkan pori memegang air sebesar 4,73 % (dari 69,8 % menjadi 73,1 %) (Tejasuwarna, 1999). Pada tanah berlempung dengan penambahan bahan organik akan meningkatkan infiltrasi tanah akibat dari meningkatnya pori meso tanah dan menurunnya pori mikro. 4. Ketahanan terhadap erosi tanah Peran bahan organik yang lain, yang mempunyai arti praktis penting terutama pada lahan kering berlereng, adalah dampaknya terhadap penurunan laju erosi tanah. Hal ini dapat terjadi karena akibat dari perbaikan struktur tanah yaitu dengan semakin mantapnya agregat tanah, sehingga menyebabkan ketahanan tanah terhadap pukulan air hujan meningkat. Di samping itu, dengan meningkatnya kapasitas infiltrasi air akan berdampak pada aliran permukaan dapat diperkecil. sehingga erosi dapat berkurang (Stevenson, 1982). Pengaruh bahan organik terhadap sifat kimia tanah Fungsi kimia bahan organik tanah mencakup kesanggupannya mengkelasi logam serta oksida dan hidroksida logam yang berguna meringankan peracunan oleh logam, berikatan dengan mineral lempung yang berguna melancarkan pembentukan agregat tanah, bertindak selaku penukar ion dan penyangga kimia (dalam banyak tanah 20-70% KPK adalah sumbangan bahan organik tanah), dan berkombinasi dengan xenobiotic yang mempengaruhi bioaktivitas, kegigihan, dan biodegradabilitas pestisida.
- 5. 1. Kapasitas Pertukaran Kation Penambahan bahan organik akan meningkatkan muatan negatif sehingga akan meningkatkan kapasitas pertukaran kation (KPK). Bahan organik memberikan konstribusi yang nyata terhadap KPK tanah. Sekitar 20 – 70 % kapasitas pertukaran tanah pada umumnya bersumber pada koloid humus (contoh: Molisol), sehingga terdapat korelasi antara bahan organik dengan KPK tanah (Stevenson, 1982). Kapasitas pertukaran kation (KPK) menunjukkan kemampuan tanah untuk menahan kation - kation dan mempertukarkan kation - kation tersebut termasuk kation hara tanaman. Kapasitas pertukaran kation penting untuk kesuburan tanah. Humus dalam tanah sebagai hasil proses dekomposisi bahan organik merupakan sumber muatan negatif tanah, sehingga humus dianggap mempunyai susunan koloid seperti lempung, namun humus tidak semantap koloid lempung, dia bersifat dinamik, mudah dihancurkan dan dibentuk. Sumber utama muatan negatif humus sebagian besar berasal dari gugus karboksil (-COOH) dan fenolik (-OH) (Brady, 1990). Didapatkan literatur bahwa penambahan jerami 10 t ha –1 pada Ultisol mampu meningkatkan 15,18 % KPK tanah dari 17,44 menjadi 20,08 cmol (+) kg –1 (Cahyani, 1996). Muatan koloid humus bersifat berubah - ubah tergantung dari nilai pH larutan tanah. Dalam suasana sangat masam (pH rendah), hidrogen akan terikat kuat pada gugus aktifnya yang menyebabkan gugus aktif berubah menjadi bermuatan positip (-COOH2+ dan -OH2+ ), sehingga koloid koloid yang bermuatan negatif menjadi rendah, akibatnya KPK turun. Sebaliknya dalam suasana alkali (pH tinggi) larutan tanah banyak OH- , akibatnya terjadi pelepasan H+ dari gugus organik dan terjadi peningkatan muatan negatif (-COO- , dan –O- ), sehingga KPK meningkat (Parfit, 1980). Terdapat literatur bahwa penggunaan bahan organik (kompos) memberikan pengaruh yang lebih baik terhadap karakteristik muatan tanah masam (Ultisol) dibanding dengan pengapuran (Sufardi et al., 1999). 2. pH tanah Pengaruh penambahan bahan organik terhadap pH tanah yaitu dapat meningkatkan atau menurunkan tergantung oleh tingkat kematangan bahan organik yang kita tambahkan dan jenis tanahnya. Penambahan bahan organik yang belum masak (misal pupuk hijau) atau bahan
- 6. organik yang masih mengalami proses dekomposisi, biasanya akan menyebabkan penurunan pH tanah, karena selama proses dekomposisi akan melepaskan asam – asam organik yang menyebabkan menurunnya pH tanah. Namun apabila diberikan pada tanah yang masam dengan kandungan Al tertukar tinggi, akan menyebabkan peningkatan pH tanah, karena asam - asam organik hasil dekomposisi akan mengikat Al membentuk senyawa komplek (khelat), sehingga Al- tidak terhidrolisis lagi. Didapatkan literatur bahwa penambahan bahan organik pada tanah masam, antara lain inseptisol, ultisol dan andisol mampu meningkatkan pH tanah dan mampu menurunkan Al tertukar tanah (Suntoro, 2001; Cahyani., 1996; dan Dewi, 1996). Peningkatan pH tanah juga akan terjadi apabila bahan organik yang kita tambahkan telah terdekomposisi lanjut (matang), karena bahan organik yang telah termineralisasi akan melepaskan mineralnya, berupa kation - kation basa. 3. Keharaan tanah Peran bahan organik terhadap ketersediaan hara dalam tanah tidak terlepas dengan proses mineralisasi yang merupakan tahap akhir dari proses perombakan bahan organik. Dalam proses mineralisasi akan dilepas mineral - mineral hara tanaman dengan lengkap (N, P, K, Ca, Mg dan S, serta hara mikro) dalam jumlah tidak tentu dan relatif kecil. Hara N, P dan S merupakan hara yang relatif lebih banyak untuk dilepas dan dapat digunakan tanaman. Bahan organik sumber nitrogen (protein) pertama - tama akan mengalami peruraian menjadi asam - asam amino yang dikenal dengan proses aminisasi, yang selanjutnya oleh sejumlah besar mikrobia heterotrofik mengurai menjadi amonium yang dikenal sebagai proses amonifikasi. Amonifikasi ini dapat berlangsung hampir pada setiap keadaan, sehingga amonium dapat merupakan bentuk nitrogen anorganik (mineral) yang utama dalam tanah (Tisdale dan Nelson, 1974). Nasib dari amonium ini antara lain dapat secara langsung diserap dan digunakan tanaman untuk pertumbuhannya, atau oleh mikroorganisme untuk segera dioksidasi menjadi nitrat yang disebut dengan proses nitrifikasi. Nitrifikasi adalah proses bertahap yaitu proses nitritasi yang dilakukan oleh bakteri Nitrosomonas dengan menghasilkan nitrit, yang segera diikuti oleh proses oksidasi berikutnya menjadi nitrat yang dilakukan oleh bakteri Nitrobacter yang disebut dengan nitratasi. Nitrat merupakan hasil proses mineralisasi yang banyak disukai atau diserap oleh sebagian besar tanaman budidaya.
- 7. Namun nitrat ini mudah tercuci melalui air drainase dan menguap ke atmosfer dalam bentuk gas (pada drainase buruk dan aerasi terbatas). Pengaruh bahan organik terhadap sifat biologi tanah Fungsi hayati bahan organik tanah terdiri atas ujudnya sebagai gudang hara N, P, dan S, pelarutan fosfat dengan jalan kompleksasi Ca dalam tanah gampingan dan Fe serta Al dalam tanah masam, penyedia C sebagai sumber energi bagi flora dan fauna tanah, mendorong pertumbuhan tumbuhan, pemunculan akar, dan perkecambahan biji (bahan organik tanah mengandung auxin), dan meningkatkan pengambilan hara. Bahan organik tanah memacu berbagai proses fisiologi dan biokimia yang berasosiasi dengan metabolism sel yang antara lain berkenaan dengan sintesis klorofil dan pelemahan toksisitas logam berat dan zat organik beracun. Bahan organik tanah juga merupakan sumber energy bagi bakteri penambat N. Maka jumlah molekul N2 yang tertambat oleh penambat taksimbiotik (hidup lepas) akan dipengaruhi oleh jumlah energy tersediakan dalam bentuk karbohidrat. Taksiran kasar kadar karbohidrat dalam bahan organik tanah ialah 10% yang terutama berbentuk polisakarida. Polisakarida adalah sumber pakan dan energi paling siap tersediakan bagi jasad renik. Senyawa ini menyumbang banyak kepada bahan organik tanah dalam memajukan agregasi zarah tanah dan kemantapan struktur dan menaikkkan daya simpan air dan kemampuan tukar ion, serta pengkompleksan logam. Bahan organik merupakan sumber energi bagi makro dan mikrofauna tanah. Penambahan bahan organik dalam tanah akan menyebabkan aktivitas dan populasi mikrobiologi dalam tanah meningkat, terutama yang berkaitan dengan aktivitas dekomposisi dan mineralisasi bahan organik. Beberapa mikroorganisme yang beperan dalam dekomposisi bahan organik adalah fungi, bakteri dan aktinomisetes. Di samping mikroorganisme tanah, fauna tanah juga berperan dalam dekomposi bahan organik antara lain yang tergolong dalam protozoa, nematoda, Collembola, dan cacing tanah. Fauna tanah ini berperan dalam proses humifikasi dan mineralisasi atau pelepasan hara, bahkan ikut bertanggung jawab terhadap pemeliharaan struktur tanah (Tian, G. 1997). Mikro flora dan fauna tanah ini saling berinteraksi dengan kebutuhannya akan bahan organik, kerena bahan organik menyediakan energi untuk tumbuh dan bahan organik memberikan karbon sebagai sumber energi.
- 8. Pengaruh positif yang lain dari penambahan bahan organik adalah pengaruhnya pada pertumbuhan tanaman. Terdapat senyawa yang mempunyai pengaruh terhadap aktivitas biologis yang ditemukan di dalam tanah adalah senyawa perangsang tumbuh (auxin), dan vitamin (Stevenson, 1982). Senyawa - senyawa ini di dalam tanah berasal dari eksudat tanaman, pupuk kandang, kompos, sisa tanaman dan juga berasal dari hasil aktivitas mikrobia dalam tanah. Di samping itu, diindikasikan asam organik dengan berat molekul rendah, terutama bikarbonat (seperti suksinat, ciannamat, fumarat) hasil dekomposisi bahan organik, dalam konsentrasi rendah dapat mempunyai sifat seperti senyawa perangsang tumbuh, sehingga berpengaruh positif terhadap pertumbuhan tanaman. - 0 - Tes Formatif : Jelaskan secara singkat dan jelas pengaruh bahan organik tanah terhadap : 1. Sifat fisik tanah 2. Sifat kimia tanah 3. Sifat biologi tanah