Kelembaban dan Suhu Kelembaban dan suhu sangat mempengaruhi kadar bahan organik Perbandingan yang menyolok antara kadar bahan organik di negara bagian AS utara dan selatan adalah akibat perbedaan suhu dan kelembaban. Secara umum, dapat dikatakan bahwa kadar bahan organik di negara bagian barat yang relatif lebih kering lebih tinggi dibandingkan bagian timur yang lebih banyak hujan. Contoh ekstrim berkaitan dengan pengaruh perbedaan suhu dan kelembaban terhadap kadar bahan organik adalah antara daerah kutub yang mempunyai kadar bahan organik tinggi dibandingkan tropika yang berkadar bahan organik rendah. Daerah yang lebih hangat dan lebih basah lebih sulit memelihara bahan organik tanahnya. Pengolahan tanah dapat merugikan atau menguntungkan aktivitas biologi tergantung pada jenis pengolahan Pengolahan tanah mempengaruhi tingkat erosi maupun tingkat dekomposisi bahan organik. Lahan pertanian berkadar bahan organik di bawah 1% secara biologis adalah mati. Tingkat rendah ini terutama adalah akibat pengolahan Pengolahan bersih melalui pembajakan dan penggaruan, menghancurkan agregat tanah dan memberi peluang besar terhadap erosi oleh air maupun angin. Pembajakan membenamkan sisa tanaman dan humus hingga kedalaman 14 inci. Pada kedalaman ini, kadar oksigen tanah menjadi sangat rendah yang menyebabkan proses dekomposisi tidak bisa berjalan baik. Organisme dekomposer dalam tanah akan mati akibat saling makan sendiri oleh karena sumber pakan bahan organik tidak ada. Sisa Tanaman yang tadinya berada di permukaan beralih ke bagian dalam sehingga sumber oksigen untuk dekomposisi tadinya cukup menjadi kurang. Penimbunan bahan organik tidak terdekomposisi dapat menyebebkan bau busuk pada Beberapa inci top soil yang kaya bahan organik digantikan oleh subsoil yang berkadar bahan organik rendah. Lapisan top soil, di mana aktivitas dekomposisi terjadi, kaya oksigen. Hal ini menerangkan mengapa di bagian permukaan tidak terdapat pembusukan. Dalam kaitan dengan bahan organik, pengolahan tanah merupakan pembuka lubang di permukaan dan memberikan kesempatan pada bahan organik untuk masuk ke lapisan lebih dalam. Idealnya, proses dekomposisi bahan organik bertindak sebagai sumber bahan bakar dalam melepaskan unsur hara dan karbohidrat kepada organisme tanah dan menciptakan humus stabil. Pengolahan tanah dangkal menyediakan sisa dan mempercepat dekomposisi bahan organik dengan menambahkan oksigen bagi mikroorganisme agar menjadi lebih aktif.
Di daerah beriklim dingin, pengolahan tanah ringan terhadap tanah dengan sisa bahan organik banyak adalah lebih menguntungkan; tetapi pada derah beriklim lebih panas sebaiknya tidak dilakukan pengolahan Pembajakan menyebabkan kehilangan bahan organik paling banyak, sedang tanpa olah paling sedikit. Pembajakan menyebabkan tanah lapis olah terungkap ke luar dan kaya oksigen. Ketiga jenis pengolahan tanah yang lain tergolong moderat dalam hal kemampuan mereka membantu proses dekomposisi bahan organik. Oksigen di sini merupakan faktor kunci. Pembajakan meningkatkan luas permukaan tanah, meneyababkan udara lebih banyak masuk dan terjadi tingkat dekomposisi berlebihan. Pengolahan tanah juga mengurangi laju infiltrasi akibat penghilangan penutup tanah dan penghancuran agregat. Tabel 6 menunjukkan tiga metoda pengolahan tanah yang berbeda dan pengaruhnya terhadap infiltrasi. Terdapat hubungan langsung antara jenis pengolahan tanah, penutup tanah, dan infiltrasi. Tanpa olah tanah tiga kali lipat lebih besar infiltrasinya dibandingkan dibajak. Sebagai tambahan, tanpa olah tanah akan mempunyai agregat lebih baik berasal dari dekomposisi bahan setempat. Mulsa jerami pada lahan tanpa olah berfungsi sebagai mulsa yang melindungi permukaan Mulsa ini mengurangi pengaruh tetesan air hujan, penyangga suhu ekstrim, dan mengurangi penguapan air. Table 6. Pengaruh Pengolahan Tanah terhadap Infiltrasi dan Penutup Tanah Pengolahan Tanah Infiltrasi Air Penutup Tanah mm/menit % Tanpa Olah 2.7 48 Digaru 1.3 27 Dibajak 0.8 12 Sumber: Boyle,, et al. 1989. (13) Baik sistem tanpa olah maupun pengurangan olah tanah memberikan keuntungan bagi Keuntungan sistem tanpa olah yaitu konservasi tanah prima, konservasi kelembaban, pengurangan aliran permukaan, peningkatan bahan organik jangka panjang, dan peningkatan laju infiltrasi. Sistem tanpa olah tanah bergantung pada organisme tanah dalam hal fungsi pengembalian sisa tanaman. Pada sisi lain, tanpa olah tanah dapat mendorong penggunaan herbisida dalam mengendalikan gulma dan mencegah terjadi pemampatan akibat penggunaan alat berat.
Steve telah menngunakan tanaman penutup tanah secara ekstensif di lahan pertaniannya. Dalam musim semi ia menghamparkan tanaman penutup tanah menggunakan pisau cencang 10-kaki. Pisau cencang ini membunuh penutup tanah gandum hitam (rye) atau vetch dan mengkreasi sistem mulsa jerami tanpa olah yang baik, kemudian ia menanam berbagai jenis tanaman sayur-sayuran dan biji-bijian. Setelah beberapa tahun praktek tanpa olah tanah, tanah menjadi gembur dan mudah ditanami. Steve menanami lahan seluas 175 are dengan sayur-sayuran, alfalfa dan biji-bijian di lahan padang rumput Cedar. Sistem konservasi olahan tanah lain adalah olah gulud (ridge tillage), olah minimum (minimum tillage), olah setempat (zone tillage), dan olah tanah terbatas (reduced tillage), berupa sistem olah tanah konvensional hingga tanpa olah Sistem ini merupakan sistem olah tanah antara, yang mungkin lebih fleksibel dibanding tanpa olah atau sistem konvensional, kurang atau lebih sedikit kerugian/menguntungkan bagi organisme tanah, tergantung jenis pengolahan yang mereka lakukan. Penambahan kotoran hewan dan kompos dikenal sebagai cara meningkatkan kadar humus dan bahan organik Tanpa keberadaan mereka, rumput hijau adalah satu-satunya tanaman yang mampu memperbaharui dan meningkatkan kadar humus tanah (18). Rumput musim dingin meningkatkan bahan organik tanah lebih cepat dari rumput musim panas sebab mereka tumbuh lebih lama (18). Bila tanah cukup hangat bagi perkembangan organisme tanah pengurai bahan organik, maka rumput musim dingin dapat tumbuh. Selama pertumbuhannya, ia memproduksi bahan organik dan mendaur ulang unsur hara dari dekomposisi bahan organik dalam tanah tersebut. Dengan kata lain, ada suatu jaringan bahan organik yang menguntungkan sebab rumput musim dingin memproduksi bahan organik lebih cepat dari pada kehilangannya. Dengan rumput musim panas, produksi bahan organik sepanjang pertumbuhan musim rendah karena terjadi dormansi selama musim dingin hingga musim semi. Sepanjang awal hingga akhir periode dorman ini biologi tanah masih aktif, namun tidak ada rumput yang tumbuh (18). Di bawah vegetasi rumput musim panas, bagaimanapun bisa terjadi beberapa akumulasi bahan organik. Hasil penelitian di Texas, menunjukkan pertanaman switchgrass selama 4 tahun meningkatkan kadar karbon tanah dari 1.1% menjadi 1.5% pada kedalaman 12 inci dari permukaan tanah (19). Di daerah beriklim lembab dan panas, siklus pertumbuhan padang rumput dalam beberapa tahun paling menguntungkan. Pengaruh Nitrogen terhadap Bahan Organik
Aplikasi Nitrogen berlebihan merangsang aktivitas mikroorganisme dan mempercepat proses dekomposisi bahan organik. Nitrogen ekstra memperkecil rasio karbon : nitrogen dalam Rasio Karbon : Nitrogen (rasio C/N) tanah alami adalah sekitar 12 : 1. Pada rasio ini, populasi bakteri dekomposer berada pada tingkat stabil (20). Bila N diberikan dalam jumlah banyak, rasio C/N menurun, diikuti perkembangan populasi organisme dekomposer meningkat sehingga penguraian bahan organik lebih cepat. Bila bakteri tanah dapat menggunakan nitrogen yang diaplikasikan tersebut secara baik, kelebihan N menyebabkan populasi bakteri meledak, laju dekomposisi bahan organik dipercepat. Aplikasi Nitrogen berlebihan merangsang aktivitas microbial dan mempercepat dekomposisi bahan organik Segera, kadar karbon menurun hingga level bakteri kelaparan. Bila karbon sedikit, populasi bakteri menurun dan lebih sedikit nitrogen bebas tersedia yang dejerap Selanjutnya, nitrogen yang diberikan, selain berasal dari pelepasan tubuh mikroorganisme mati mengalami dekomposisi, akan menjadi sasaran pencucian. Hal ini sangat mengurangi efisiensi pemupukan dan mendorong ke arah permasahan lingkungan. Untuk mengganti kerugian dekomposisi bahan organik yang cepat pada tanah alami, karbon harus ditambahkan bersama nitrogen. Sebagai sumber adalah pupuk hijau, kotoran hewan dan kompos dapat digunakan untuk maksud tersebut. Perbandingan karbon dan nitrogen terlalu tinggi (25 : 1 atau lebih) yang digunakan sebagai penyeimbang, bisa menjadikan nitrogen terikat menjadi bentuk tak tersedia. Organisme Tanah mengkonsumsi semua nitrogen dalam upaya untuk menguraikan karbon yang berlimpah tersebut. Nitrogen tidak tersedia sebab terikat dalam tubuh organisme tanah (imobilisasi). Segera organisme mati dan terdekompisisi, maka nitrogen yang dikonsumsi organisme tanah tersebut dilepas dan imbangan karbon dan nitrogen dicapai kembali. Amandemen Pupuk dan Aktivitas Biologi Tanah Kondisi-kondisi mineral tanah mana yang membantu perkembangan tanah aktif secara biologis? Kita dapat belajar dari gambaran pekerjaan Dr. William Albrecht (1888 hingga 1974), ahli ilmu tanah di Universitas Missouri, keseimbangan adalah kunci. Albrecht mengarah kepada keseimbangan unsur hara sedemikian sehingga tidak terjadi kekurangan ataupun kelebihan. Teori Albrecht s (juga disebut teori kejenuhan basa (base-saturation) digunakan sebagai pemandu kebutuhan kapur dan pupuk dengan mengukur dan mengevaluasi rasio unsur hara bermuatan positif (basa-basa) yang tersimpan dalam Basa-basa bermuatan positif meliputi kalsium, magnesium, kalium, sodium, N-amonium, dan beberapa unsur mikro.
Bila rasio optimum tercapai, tanah dianggap mampu mendukung aktivitas biologi tinggi, tahan pencucian, dan mempunyai sifat fisik optimal (infiltrasi dan agregasi). Tanaman yang ditanam akan memperoleh nutrisi seimbang dan bergizi baik bagi hewan maupun manusia. Melalui penelitian intensif, Albrecht menentukan persensentase kejenuhan basa dalam Persentase ini, optimal bagi pertumbuhan kebanyakan tanaman. Kisarannya adalah: Kalsium 60-70% Magnesium 10-20% Kalium 2-5% Natrium 0.5-3% Basa Lain 5% Aplikasi pupuk dan kapur harus diupayakan agar mencapai kisaran ideal tersebut. Dengan cara ini, ph tanah berubah secara otomatis ke dalam kisaran yang diinginkan tanpa menyebabkan ketidak-imbangan unsur hara. Teori kejenuhan basa juga mempertimbangkan pengaruh keberadaan satu unsur yang mungkin akan menekan ketersediaan unsur lain. Sebagai contoh, kelebihan fosfor dikenal menekan ketersediaan seng. Sistem evaluasi kesuburan tanah dari Albrecht berbeda dengan pendekatan yang digunakan oleh banyak laboratorium yang disebut teori kecukupan. Teori kecukupan tidak mengacu pada perbandingan unsur hara, dan rekomendasi kebutuhan kapur didasarkan pada hasil pengukuran ph saja. Apabila teori berdasarkan kejenuhan dan kecukupan menghasilkan rekomendasi tanah yang sama, maka dapat terjadi perbedaan penting pada sejumlah Sebagai contoh, kita memperoleh hasil analisis tanah lahan jagung: ph 5.5, kejenuhan magnesium 20%, dan kalsium 40%. Berdasar pada teori kejenuhan akan dibutuhkan kapur kalsium untuk menaikkan % kejenuhan basa kalsium; dan ph akan naik. Sedang pada teori kecukupan tidak akan menetapkan kebutuhan kapur kalsium tinggi tetapi memilih tanaman sebagai gantinya, penggunaan kapur dolomit meningkatkan magnesium dan menaikkan ph, tetapi kesimbangan hara dalam tanah menjadi makin buruk. Cara lain untuk mendekati kedua teori tersebut adalah bahwa teori kejenuhan basa tidak ditujukan pada kejenuhan dan ph, melainkan lebih tertuju pada proporsi perbandingan basa-basa. Nilai ph akan benar bila level basa-basa benar. Beberapa perusahaan penyedia pupuk dan bahan amandemen menyediakan program pertanian biologis berdasar pada teori Albrecht. Kekhasan perusahaan ini menawarkan analisis tanah dikembangkan dari keseimbangan basa-basa dan merekomendasikan bahan pupuk seimbang ramah terhadap organisme
Mereka menghindari penggunaan beberapa pupuk yang lazim digunakan seperti kapur dolomit, kalium-khlorida, anhidrous-amoniak, dan bentuk oksida unsur-unsur mikro yang berbahaya untuk kehidupan dalam Prepared by: Preston Sullivan, ATTRA Technical Specialist Berlanjut: -> SOIL-Manajemen VI Appropriate Technology Transfer for Rural Areas (ATTRA), P.O. Box 3657, Fayetteville, AR 72702, Phone: 1-800-346-9140 FAX: (501) 442-9842