Sumber: classes.uleth.ca/200801/geog3080a/SOILS%20PART%20V%202008.ppt‎ BAHAN ORGANIK TANAH & Permasalahannya Sumber: classes.uleth.ca/200801/geog3080a/SOILS%20PART%20V%202008.ppt‎

Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1 BAHAN ORGANIK TANAH Bahan organik tanah adalah setiap bahan yang dihasilkan awalnya oleh organisme hidup (tanaman atau hewan) yang dikembalikan ke tanah dan mengalami proses dekomposisi. Pada waktu tertentu, BOT terdiri dari berbagai bahan dari jaringan asli tanaman dan hewan, dan campuran substansi organik yang terdekomposisi dan dikenal sebagai humus. Bahan organik tanah terdiri dari berbagai komponen, berbagai proporsi dan banyak tahap-tahap dekomposisinya, fraksi organik aktif termasuk mikroorganisme (10-40 persen), dan bahan organik stabil (40-60 persen), juga disebut sebagai humus. Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1

Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1 SIKLUS BAHAN ORGANIK Ketika BIOMASA sisa-sisa tanaman dikembalikan ke tanah, berbagai senyawa organik mengalami penguraian (dekomposisi) . Dekomposisi adalah proses biologis yang meliputi kerusakan fisik dan transformasi biokimia molekul organik kompleks menjadi molekul organik sederhana dan molekul anorganik. Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1

Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1 BAHAN ORGANIK TANAH Dekomposisi bahan organik sebagian besar merupakan proses biologis yang terjadi secara alami. Kecepatannya ditentukan oleh tiga faktor utama: organisme tanah, lingkungan fisik dan kualitas bahan organik. Dalam proses dekomposisi, berbagai macam produk dibebaskan: karbon dioksida (CO2), energi, air, hara tanaman dan senyawa karbon organik hasil re-sintesis. Proses dekomposisi suksesif terhadap bahan organik menghasilkan pembentukan bahan organik yang lebih kompleks yang disebut humus-tanah. Proses ini disebut humification. Humus mempengaruhi sifat-sifat tanah. Dekomposisi humus sangat lambat, menghasilkan warna gelap pada tanah, meningkatkan agregasi tanah dan stabilitas agregat, meningkatkan KTK (kemampuan untuk menarik dan mempertahankan hara), dan memberikan kontribusi N, P dan hara lainnya. Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1

Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1 BAHAN ORGANIK TANAH Organisme tanah, termasuk mikro-organisme, menggunakan bahan organik tanah sebagai makanannya. Ketika mereka merombak bahan organik, sejumlah hara (N, P dan S) dilepaskan ke dalam tanah dalam bentuk tersedia bagi tanaman. Proses pelepasan hara ini disebut “mineralisasi”. Produk limbah yang dihasilkan oleh mikro-organisme juga menjadi BOT. Bahan sisa dekomposisi mikroba ini lebih sulit terdekomposisi, tetapi dapat digunakan oleh sejumlah besar organisme. Biota tanah memainkan peran penting dalam proses siklus hara dan menentukan kemampuan tanah untuk menyediakan hara bagi tanaman yang sehat. Kandungan bahan organik tanah, terutama humus yang lebih stabil, meningkatkan kapasitas tanah untuk menyimpan air dan menangkap karbon dari atmosfer. Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1

EKOSISTEM TANAH Beberapa fungsi dari ekosistem tanah yang sehat Ekosistem tanah dapat didefinisikan sebagai sistem pendukung kehidupan yang saling berINTERAKSI, terdiri dari udara, air, mineral, bahan organik, dan makro-dan mikro-organisme, yang semuanya berfungsi bersama-sama dan berinteraksi sangat erat. Organisme dan interaksinya memainkan banyak fungsi ekosistem tanah dan membentuk jaring makanan tanah. Energi yang dibutuhkan untuk semua jaring makanan ini dihasilkan oleh produsen primer: tanaman, lumut, bakteri fotosintetik dan ganggang yang menggunakan sinar matahari untuk mengubah CO2 dari atmosfer menjadi karbohidrat. Sebagian besar organisme lain tergantung pada produsen utama untuk energi dan haranya, mereka ini disebut “konsumen”. Beberapa fungsi dari ekosistem tanah yang sehat Menguraikan bahan organik menjadi humus. Mempertahankan N dan nutrisi lainnya. Mengikat bersama-sama partikel tanah menjadi struktur yang baik. Melindungi akar dari penyakit dan parasit. Membuat hara tetap tersedia bagi tanaman. Menghasilkan hormon yang membantu pertumbuhan tanaman. Menahan air tanah. Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1

DEKOMPOSISI BAHAN ORGANIK Residu BIOMASA segar terdiri dari bangkai mikroba tanah, serangga dan cacing tanah, akar tanaman tua, sisa tanaman, dan pupuk yang baru ditambahkan. Biomasa Sisa tanaman mengandung senyawa karbon kompleks terutama yang berasal dari dinding sel (selulosa, hemiselulosa, dll). Rantai karbon, dengan masing-masing atom karbon dihubungkan dengan karbon lainnya, membentuk "tulang punggung" dari molekul organik. Rantai karbon ini, dengan berbagai jumlah oksigen terikat, H, N, P dan S, merupakan struktur-dasar gula sederhana dan asam amino dan molekul yang lebih rumit dengan rantai karbon panjang atau cincin. Tergantung pada struktur kimianya, dekomposisi biomasa berlangsung cepat (gula, pati dan protein), lambat (selulosa, lemak, lilin dan resin) atau sangat lambat (lignin). Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1

Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1 FUNGSI BIOTA TANAH Pemeliharaan struktur tanah: Bioturbating invertebrata dan akar tanaman , mikoriza dan beberapa mikro - organisme lain Pengaturan proses hidrologi tanah: Kebanyakan invertebrata bioturbating dan akar tanaman Pertukaran gas dan penyerapan karbon ( akumulasi dalam tanah ): Sebagian besar mikro - organisme dan akar tanaman , beberapa C dilindungi dalam agregat besar invertebrata biogenik kompak Detoksifikasi polutan tanah: Sebagian besar mikro - organisme Siklus hara tanaman: Sebagian besar mikro - organisme dan akar tanaman , invertebrata beberapa - tanah dan sampah - makan Dekomposisi bahan organik: Berbagai saprophytic dan sampah - makan invertebrata ( detritivores ) , jamur , bakteri , actinomycetes dan mikro - organisme lain. Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1

Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1 FUNGSI BIOTA TANAH Pengendalian gangguan hama , parasit dan penyakit: Tanaman , mikoriza dan jamur lain , nematoda , bakteri dan berbagai mikro - organisme lain , collembola , cacing tanah , berbagai predator Sumber makanan dan obat-obatan: Akar tanaman , berbagai serangga ( jangkrik , larva kumbang , semut , rayap ) , cacing tanah , vertebrata , mikro - organisme dan produk mereka Hubungan simbiosis dan asimbiosis dengan tanaman dan akarnya: Rhizobia , mikoriza , actinomycetes, bakteri diazotrophic dan berbagai rizosfir mikro - organisme , semut. Kontrol pertumbuhan tanaman ( positif dan negatif ): Efek langsung : akar tanaman , rhizobia , mikoriza , actinomycetes , patogen , nematoda phytoparasitic , serangga rhizophagous , pertumbuhan tanaman mempromosikan rizosfir mikro - organisme , agen biocontrol Efek tidak langsung : sebagian tanah biota . Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1

Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1 SUBSTANSI NON-HUMIK Molekul organik non – humik dilepaskan langsung dari sel-sel residu segar , seperti protein , asam amino , gula , dan pati . Senyawa ini menjadi bagian aktif dari BOT, atau fraksi yang mudah terurai. Fraksi aktif ini dipengaruhi oleh kondisi cuaca , status kelembaban tanah , pertumbuhan vegetasi , penambahan residu organik , dan praktek-praktek budaya , seperti pengolahan tanah. Senyawa ini nerupakan pasokan makanan utama bagi berbagai organisme tanah . Karbohidrat dalam tanah ada tiga bentuk utama : gula bebas dalam larutan tanah , selulosa dan hemiselulosa , polisakarida kompleks, dan molekul polimer dari berbagai ukuran dan bentuk yang melekat kuat pada koloid liat dan zat humik . Gula sederhana , selulosa dan hemiselulosa , mungkin merupakan 5-25 persen dari bahan organik tanah , tetapi mudah diuraikan oleh mikroorganisme . Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1

Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1 SUBSTANSI NON-HUMIK Polisakarida (molekul gula yang terhubung dalam rantai panjang ) mempromosikan struktur tanah yang lebih baik melalui kemampuannya untuk mengikat partikel tanah menjadi agregat yang stabil . Penelitian menunjukkan bahwa molekul polisakarida lebih penting dalam mempromosikan stabilitas agregat dan infiltrasi air daripada molekul organik yang lebih sederhana. Beberapa gula dapat merangsang perkecambahan biji dan pemanjangan akar. Sifat-sifat tanah lainnya yang terkena dampak polisakarida adalah KTK, retensi anion dan aktivitas biologis . Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1

Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1 SUBSTANSI NON-HUMIK Polisakarida ( mengulang unit molekul gula - tipe yang terhubung dalam rantai panjang ) mempromosikan struktur tanah yang lebih baik melalui kemampuan mereka untuk mengikat partikel tanah anorganik menjadi agregat yang stabil . Penelitian menunjukkan bahwa molekul polisakarida berat mungkin lebih penting dalam mempromosikan stabilitas agregat dan infiltrasi air daripada molekul yang lebih ringan ( Elliot dan Lynch , 1984) . Beberapa gula dapat merangsang perkecambahan biji dan akar elongasi . Sifat-sifat tanah lain yang terkena dampak polisakarida termasuk KPK, retensi anion dan aktivitas biologis . Lipid tanah membentuk kelompok yang sangat beragam bahan , dari yang lemak , lilin dan resin membentuk 2-6 persen bahan organik tanah . Pentingnya lipid muncul dari kemampuan beberapa senyawa untuk bertindak sebagai hormon pertumbuhan . Orang lain mungkin memiliki efek menyedihkan pada pertumbuhan tanaman . Tanah N terjadi terutama ( > 90 persen ) dalam bentuk organik seperti asam amino , asam nukleat dan gula amino . Sejumlah kecil ada dalam bentuk amina , vitamin , pestisida dan produk degradasi mereka , dll Sisanya hadir sebagai amonium ( NH4 - ) dan dipegang oleh mineral lempung . Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1

Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1 HUMUS DAN FUNGSINYA Humus atau SUBSTANSI HUMIK adalah bagian yang tersisa dari bahan organik yang telah digunakan dan diubah oleh banyak jenis organisme tanah. Humus ini merupakan komponen yang relatif stabil, terdiri atas zat humat , asam humat, asam fulvat , asam hymatomelanic dan humin. Humus tidak mudah dirombak karena interaksi intim dengan fase mineral liat-tanah dan kimiawinya sangat kompleks untuk digunakan oleh sebagian besar organisme . Salah satu karakteristik yang paling mencolok dari zat humat adalah kemampuannya untuk berinteraksi dengan ion-ion logam , oksida, hidroksida , mineral dan senyawa organik , termasuk polutan beracun , membentuk “senyawa” larut air dan senyawa kompleks tidak larut air . Melalui pembentukan senyawa kompleks ini, zat humat dapat larut , memobilisasi logam dan senyawa organik dalam tanah . Hal ini mempengaruhi ketersediaan hara , terutama hara mikro. Akumulasi senyawa kompleks tersebut dapat berkontribusi pada pengurangan toksisitas , misalnya aluminium ( Al ) pada tanah asam , atau penangkapan polutan - herbisida seperti Atrazin, atau pestisida seperti Tefluthrin - dalam rongga-rongga senyawa humik ( zat humat) . Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1

Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1 HUMUS DAN FUNGSINYA Zat humat dan fulvat meningkatkan pertumbuhan tanaman secara langsung melalui efek fisiologis dan hara. Beberapa zat berfungsi sebagai hormon tumbuhan alami ( auxin dan gibberillin) dan mampu meningkatkan perkecambahan biji , inisiasi akar , penyerapan hara tanaman dan dapat berfungsi sebagai sumber hara N , P dan S. Secara tidak langsung , mereka dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman melalui modifikasi sifat-sifat fisik , kimia dan biologi tanah; misalnya , meningkatkan kapasitas menahan air tanah dan KTK , dan meningkatkan hasil panen tanaman, dan memperbaiki aerasi tanah melalui struktur tanah yang baik . Sekitar 35-55 persen bagian non - hidup dari bahan organik tanah adalah humus. Humus ini adalah penyangga penting , mengurangi fluktuasi keasaman tanah dan ketersediaan hara . Dibandingkan dengan molekul organik sederhana , substansi humik ini sangat kompleks dan ukurannya lebih besar , dengan berat molekul yang lebih besar. Karakteristik humus ini sangat berbeda dari molekul organik sederhana . Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1

Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1 HUMUS DAN FUNGSINYA Humus terdiri dari zat humat yang berbeda : Asam fulvat : fraksi humus yang larut dalam air pada semua kondisi pH . Warnanya biasanya kuning hingga kuning-coklat . Asam humat : fraksi humus yang larut dalam air , kecuali untuk kondisi yang lebih asam daripada pH = 2 . Warna yang lazim adalah coklat gelap hingga kehitaman. Humin : fraksi humus yang tidak larut dalam air pada pH apapun dan yang tidak dapat diekstraksi dengan basa kuat , seperti natrium hidroksida ( NaOH ) . Umumnya berwarna hitam . Istilah “Asam” digunakan untuk menggambarkan bahan humat karena humus berperilaku seperti asam lemah . Asam fulvat dan humat adalah campuran senyawa organik kompleks molekul besar . Asam humat lebih besar dari asam fulvat . Kedua substansi ini dapat dibedakan satu sama lain atas dasar kelarutannya dalam air. Asam fulvat diproduksi dalam tahap awal pembentukan humus . Jumlah relatif asam humat dan fulvat dalam tanah bervariasi dengan jenis tanah dan praktek manajemen tanah. Humus tanah hutan ditandai dengan tingginya kandungan asam fulvat , sedangkan humus tanah pertanian lebih banyak mengandung asam humat. Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1

Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1 HUMUS DAN FUNGSINYA Zat humat mempertahankan hara yang tersedia untuk tanaman Fungsi humus: Meningkatkan Efisiensi pemupukan; Longlife N , misalnya urea dapat bertahan 60-80 hari lebih lama; Meningkatkan serapan hara, terutama P dan Ca; Stimulasi kehidupan mikroba tanah yang menguntungkan; Meningkatkan ketersediaan hara , mengendalikan gangguan penyakit, hama dan dampak embun beku; Manajemen salinitas , humates “menyangga" tanaman terhadap kelebihan natrium; Humates organik adalah katalis untuk meningkatkan kandungan karbon tanah. Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1

BAHAN ORGANIK TANAH Transformasi dan pergerakan material bahan organik tanah adalah proses dinamis yang dipengaruhi oleh organisme , iklim, jenis tanah, vegetasi dan karakteristik tanah. Semua faktor ini beroperasi dalam skala spasial hirarkis. Organisme tanah yang bertanggung jawab atas kerusakan dan siklus macronutrients dan mikronutrien, dan aktivitasnya mempengaruhi struktur tanah dan produktivitas tanah. Dalam ekosistem hutan alami lembab dan subhumid , tanpa gangguan manusia, komponen hidup dan non-hidup berada dalam kesetimbangan dinamis satu sama lain. Serasah di permukaan tanah di bawah lapisan tajuk-vegetasi yang beragam dan produksi biomassa yang tinggi, umumnya menghasilkan aktivitas biologis yang tinggi di dalam tanah dan di permukaan tanah. Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1

Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1 BAHAN ORGANIK TANAH Ada lima mekanisme transformasi Bahan Organik: Penutupan muka- tanah terus menerus dengan tanaman hidup, yang bersama-sama dengan arsitektur tanah memfasilitasi penangkapan dan infiltrasi air hujan dan mengendalikan erosi tanah; Lapisan serasah daun yang membusuk atau residu , menyediakan sumber energi yang terus menerus untuk makro dan mikro-organisme; Akar tanaman yang didistribusikan ke seluruh tanah pada kedalaman yang berbeda mengizinkan serapan efektif hara dan interaksi aktif dengan mikroorganisme; Periode utama pelepasan hara oleh mikro-organisme bertepatan dengan periode utama penyerapan hara oleh tanaman; Hara didaur ulang oleh tanaman yang akarnya dalam , makrofauna tanah dan mikrofauna tanah. Sumber: http://www.fao.org/docrep/009/a0100e/a0100e05.htm#bm05.1

Sumber: classes.uleth.ca/200801/geog3080a/SOILS%20PART%20V%202008.ppt‎

Sumber: classes.uleth.ca/200801/geog3080a/SOILS%20PART%20V%202008.ppt‎

Komposisi Biomasa Tanaman Hijau Sumber: classes.uleth.ca/200801/geog3080a/SOILS%20PART%20V%202008.ppt‎

Sumber: classes.uleth.ca/200801/geog3080a/SOILS%20PART%20V%202008.ppt‎ Laju Dekomposisi Bahan Organik Rapid Very slow Sugars and Starches Proteins Hemicellulose Cellulose Fats, Waxes and Oils Lignins and phenolic compounds Review: Oxidation products are CO2, H2O and energy (478 kJ/mol C) Sumber: classes.uleth.ca/200801/geog3080a/SOILS%20PART%20V%202008.ppt‎

Sumber: classes.uleth.ca/200801/geog3080a/SOILS%20PART%20V%202008.ppt‎

Sumber: classes.uleth.ca/200801/geog3080a/SOILS%20PART%20V%202008.ppt‎ Dekomposisi BO dalam tanah Anaerobik Berlangsung sangat lambat Melepaskan gas methana, alkohols, asam organik, air, dan sejumlah CO2 Provides little energy for organisms involved, so by products contain more energy Rice paddies and natural wetlands release methane Concentrations on the rise Sumber: classes.uleth.ca/200801/geog3080a/SOILS%20PART%20V%202008.ppt‎

Sumber: classes.uleth.ca/200801/geog3080a/SOILS%20PART%20V%202008.ppt‎ Effect of C/N ratio on Decomposition Rate Sumber: classes.uleth.ca/200801/geog3080a/SOILS%20PART%20V%202008.ppt‎

Konsentrasi Hara Tanah vs. Fase Suksesional (Tambito, Cauca, Colombia) Sumber: classes.uleth.ca/200801/geog3080a/SOILS%20PART%20V%202008.ppt‎

Sumber: classes.uleth.ca/200801/geog3080a/SOILS%20PART%20V%202008.ppt‎