BAB 6. BAHAN ORGANIK DAN ORGANISME TANAH 6.1. Pendahuluan Tanah merupakan sumber hara tanaman. Bahan yang merupakan sumber hara tanaman ada yang berbentuk organik dan anorganik. Bahan organik dalam tanah berasal dari tumbuhan, hewan dan mikroorganisme. Bahan-bahan tersebut dalam tanah ada dalam berbagai bentuk, yaitu sebagai seresah/sampah, bangkai-bangkai hewan dan mikroorganisme, dan ada yang dalam bentuk ekskresi atau sekresi dari tumbuhan, hewan maupun mikroorganisme. Selain itu ada yang dalam bentuk jasad hidup atau bagian dari jasad hidup (hewan-hewan kecil, mikroorganisme dan akar tumbuhan). Sebelum senyawa/unsur hara yang terdapat dalam bahan organik dapat digunakan/diserap oleh akar tanaman (sebagai hara tanaman), serangkaian reaksi hams dilalui sehingga dihasilkan senyawa/unsur hara yang dapat diserap tanaman. Serangkaian reaksi yang berlangsung tersebut dikenal sebagai proses peruraian atau dekomposisi bahan organik. Proses dekomposisi amat rumit dan sangat dipengaruhi oleh suhu, kelengasan, ph dan lain-lain lagi. Kalau ditelaah lebih lanjut, rangkaian reaksi dalam proses dekomposisi meliputi reaksi-reaksi fisika, kimia dan biokimia (biologis). Di lingkungan alami yang belum terusik (belum dijamah/digarap manusia), pertumbuhan tanaman dapat dikatakan tergantung kepada hasil dekomposisi bahanbahan organik yang ada ditempat tumbuh tanaman tersebut. Jadi dilingkungan alami tanaman tergantung kepada proses daur ulang. Sebelum pupuk buatan (pupuk pabrik, pupuk kimia) dikenal, pertanian hanya mengandalkaan pada kesuburan alami yaitu dengan menggunakan bahan organik (pupuk organik). Kesuburan tanah diusahakan untuk dipertahankan atau ditingkatkan dengan menggunakan berbagai bentuk bahan organik. Pupuk organik yang dipakai ialah pupuk kandang, sisa tanaman dan hewan yang dikomposkan, pupuk hijau (terutama tanaman leguminosa), limbah pertanian dan lain-lain lagi. Tuntutan untuk meningkatkan produktivitas lahan pertanian dan penggunaan varietas-varietas unggul telah mendorong penggunaan pupuk buatan (terutama pupuk nitrogen dan fosfor) secara berlebih-lebihan dan sering tidak terkendali, karena respon tanaman unggul sering meyakinkan. Hal tersebut pada mulanya belum banyak menimbulkan masalah. Namun lama kelamaan berbagai masalah bermunculan terutama hal ikhwal yang berkaitan dengan efisiensi penggunaan pupuk buatan yang berlebihan, masalah nutrient imbalancy (ketidak seimbangan hara) dalam tanah dan lain-lain lagi. Universitas Gadjah Mada 1
Perlu dikemukakan bahwa keadaan bahan organik di dalam tanah sendiri yang merupakan komponen yang berinteraksi dalam hal nutrient imbalancy. Disatu pihak bahan organik merupakan sumber hara tanaman tetapi dipihak lain senyawa-senyawa yang berasal dari aperuraian bahan organik mempengaruhi pula penyediaan hara dalam tanah. Pengelolaan tanah yang baik, tercakup pula upaya pengawetan bahan organiknya akan mempengaruhi keharaan dalam tanah. Secara umum dapat dikatakan bahwa dengan pengelolaan tanah yang baik, efisiensi penggunaan pupuk akan dapat ditingkatkan. Hal tersebut telah banyak terbukti pada upaya peningkatan efisiensi pupuk nitrogen dan fosfor. 6.2. Bahan Organik dalam Tanah Sumber bahan organik Bahan organik yang ada dalam tanah berasal dari tumbuhan, hewan dan mikroorganisme. Selain itu ada pula yang berasal dari bahan organik yang dengan sengaja diberikan berupa pupuk organik (kompos, pupuk kandang dan lain-lain lagi). Di lingkungan alami yang belum terusik (belum digarap untuk pertanian), bahan organik berasal dari sisa tumbuhan, bangkai hewan dan bangkai mikroorganisme, dan dari hasil sekresi/eskresi tumbuhan, hewan maupun mikroorganisme. Sifat-sifat bahan organik tanah Bahan organik di dalam tanah ada yang berupa benda mati dan benda hidup. Bahan organik yang berupa benda hidup ialah akar-akar tumbuhan yang masih aktif, berbagai hewan kecil, berbagai tumbuhan kecil dan berbagai mikroorganisme tanah. Bahan organik yang berupa benda mati adalah sisa tumbuhan, sisa/bangkai hewan, bangkai mikroorganisme, hasil peruraian/dekomposisi bahan organik yang belum sempurna dan yang telah sempurna. Peruraian bahan organik merupakan proses yang rumit. Berbagai senyawa organik dihasilkan dalam proses tersebut, ada yang hanya berupa senyawa-antara saja, dan ada pula yang berupa senyawa yang stabil (atau resisten terhadap peruraian). Yang berupa senyawa-antara ada yang terurai menjadi senyawa yang lebih sederhana lagi atau terurai menjadi unsur-unsur. Senyawa-antara ada yang disini tesis menjadi senyawa-seyawa lain (misalnya menjadi humus). Humus merupakan istilah untuk menyatakan bahan organik peruraian dan sisntesis dan merupakan bahan yang resisten terhadap peruraian. Namun demikian lama kelamaan humus dalam tanah akan habis pula, jika pengelolaan tanahnya tidak baik. Universitas Gadjah Mada 2
Sifat-sifat bahan organik tanah adalah : 1. Memperbaiki struktur tanah. 2. Meningkatkan daya serap tanah terhadap air. 3. Meningkatkan kehidupan di dalam tanah. 4. Mengandung zat/unsur hara tanaman. Pemakaian bahan organik (pupuk organik) yang teratur pada akhirnya akan meningkatkan hasil tanaman. Namun hal itu bukan berarti bahwa pupuk buatan tidak diperlukan lagi. Yang menjadi persoalan ialah kombinasi yang bagaimana kedua macam pupuk tersebut hares dipakai dengan sebaik-baiknya. Daftar 1. Istilah bahan organik yang ditemukan dalam tanah =================================================================== Istilah Keterangan =================================================================== Sisa Organik Seresah tumbuhan, bangkai hewan dan mikroorganisme serta hasil dekomposisinya belum sempurna. Biomassa tanah Bahan organik yang terdapat dalam mikroorganisme tanah yang masih hidup. Humus Semua bahan organik yang terdapat didalam tanah, kecuali sisa organik dan biomassa tanah (artinya sisa organik dan biomassa tanah tidak termasuk dalam humus). Bahan organik tanah Sama dengan humus. Zat humat (a) Zat non-humat (b) Humin (c) Asam Humat (d) Asam sulfat (e) Asam hymatomelanat (f) a, b, c, d, e dan f merupakan senyawa yang dapat diperoleh dengan cara-cara tertentu -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Universitas Gadjah Mada 3
Dekomposisi bahan organik Proses dekomposisi atau proses peruraian bahan organik terdiri dari berbagai reaksi fisika, kimia dan biokimia (biologis). Bahan organik yang jatuh di permukaan tanah akan mengalami proses dekomposisi. Yang dapat kita amati ialah perubahan bentuk (alih-bentuk) dan perubahan rupa (alih-rupa). Sebagai "hasil-akhir" dekomposisi ialah suatu bahan yang dikenal sebagai humus. Humus merupakan bahan organik tanah atau komponen organik dalam tanah. Humus relatif lebih stabil, yang artinya resisten terhadap peruraian lebih lanjut. Namun arti resisten disini jangan diartikan secara mutlak, sebab jika pengelolaan tanahnya tidak baik kadar humus didalam tanah akan menurun pula. Dekomposisi bahan organik yang masuk ke dalam tanah dipengaruhi oleh suhu, lengas/air dan berbagai mikoroorganisme. Peranan mikroorganisme dalam dekomposisi bahan organik sangat besar. Pada tahap permulaan dekomposisi juga ditemukan kegiatan hewan-hewan kecil yang terutama berperan dalam proses penghancuran secara fisik, sehingga ukuran bahan yang mengalami dekomposisi tersebut menjadi lebih kecil. Penghancuran secara fisik tersebut berakibat pada meluasnya permukaan bahan yang sedang terdekomposisi. Meluasnya permukaan bahaan merupakan peluang untuk meningkatkan kegiatan ensim-ensim pengurai yang dihasilkan oleh mikroorganisme. Susunan kimia bahan organik juga mempengaruhi kepatan dekomposisi. Sering ada kekurangan fosfor, kalsium dan nitrogen. Dalam hal ini penambahan senyawa fosfor, kalsium dan nitrogen akan dapat mempercepat proses dekomposisi. Pembentukan humus Sisa-sisa organik yang msuk ke dalam tanah tidak terdekomposisi secara keseluruhannya, tetapi tiap konstituen kimia penyusun bahan organik (sisa organi) itu yang mengalami dekomposisi dengan pola yang sesuai dengan sifat kimia konstituen tersebut. Pada pembentukan humus dari sisa-sisa tanaman, pada permulaannya akan terjadi penurunan jumlah konstituen yang mudah larut dalam air, kemudian terajdi penurunan selulosa dan hemiselulosa, dan akan terjadi peningkatan relatif konstituen ligninnya. Sebenarnya tidak terjadi peningkatan pada jumlah lignin, namun dibandingkan dengan konstituen lainnya lignin amat sulit untuk didekomposisi. Maka persentage lignin dalam bahan yang terdekomposisi akan terus meningkat dan persentage komponen lainnya menurun. Selain itu pada bahan yang terdekomposisi kadar proteinnya dalam persentagenya jugs meningkat. Peningkatan dalam kadar protein ini sebagian besarnya disebabkan oleh meningkatnya kegiatan sintesis protein oleh mikroorganisme. Universitas Gadjah Mada 4
Bahan lignin yang terdapat dalam humus berasal dari lignin yang terdapat dalam sisa tanaman yang terdekomposisi, namun lignin aslinya telah mengalami modifikasi secara kimiawi. Reaksi antara lignin (yang telah termodifikasi) dengan asam-asam amino dan dengan senyawa-senyawa lain akan membentuk suatu bahan yang amat resisten. Bahan tersebut akan meningkatkan penimbunan lignin dan protein dalam bahan yang disebut humus. Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa humus merupakan bahan yang rumit dalam hal susunannya. Kerumitan dalam hal susunan itu mungkin dapat menjelaskan kerumitan dalam sifat fisika dan kimianya, sebagai komponen dalam tanah. Humus dalam tanah berperan sebagai sumber hara, ikut berperan pula pada sifat fisika tanah yang menguntungkan pertumbuhan tanaman. 6.3. Pupuk Organik Yang disebut pupuk organik ialah baha-bahan organik yang digunakan sebagai bahan untuk meningkatkan kesuburan tanah. Pupuk organik mengandung unsur-unsur hara tanaman dan senyawa-senyawa lain yang dapat mempengaruhi sifat fisika dan kimia tanah. Pupuk organik yang digunakan dalam pertanian antara lain ialah pupuk kandang, kompos dan pupuk hijau. Berbagai limbah yang bersifat organik dapat pula digunakan sebagai pupuk organik. Pupuk Kandang Pupuk kandang mengandung : 1. Kotoran (faeces) hewan dalam bentuk bahan padat 2. Air kencing hewan 3. Sisa jerami atau sisa pakan hewan 4. Air yang berasal dari penyiraman dan pembersihan kandang, bocoran tempat minum hewan dsb.) Susunan kimia pupuk kandang tergantung pada macam hewan dan susunan pakan hewannya. Selain itu cara penyimpanan pupuk kandang akan besar pengaruhnya terhadap kualitasnya. Kompos Kompos adalah suatu pupuk organik yang terdiri dari sisa-sisa organik yang berasal terutama dari tanaman dan hewan. Bahan itu telah mengalami proses dekomposisi, sebelum dipakai dalam pertanian (sebelum diberikan ke dalam tanah). Pengolahan sisa-sisa organik menjadi kmpos dikenal sebagai pengomposan. Pada pengomposan sisa-sisa organik, Universitas Gadjah Mada 5
bahan-bahan yang berupa sisa organik ditumpuk pada permukaan tanah serta diatur kelembaban, aerasi dan suhu. Proses kimia dan biokimia dekomposisi bahan yang dikomposkan berbeda dengan proses kimia dan biokimia dekomposisi bahan organik yang langsung diberikan dalam tanah. Perbedaannya yang mencolok terutama dalam hal aerasi dan suhu. Tingkat aerasi dalam tumpukan kompos agak rendah, tetapi suhu pada tumpukan kompos lebih tinggi. Kualitas kompos sangata dipengaruhi oleh cara pengomposan. Dengan berbagai upaya mutu kompos dapat ditingkatkan. Upaya tersebut ada yang sederhana dan ada pula yang dengan penerapan teknologi baru. Pupuk Hijau Sisa-sisa tanaman dapat langsung diberikan/dimasukkan ke dalam tanah tanpa dikomposkan lebih dahulu, dan cara yang sering diterapkan ialah dengan membajak langsung tanaman yang terdapat/tumbuh di lahan tersebut. Cara ini merupakan salah satu cara yang dikenal sebagai pemupukan hijau ("Green Manuring"). Tanaman yang digunakan sebagai pupuk hijau pada umumnya adalah tanaman leguminosa. Tujuan pemupukan dengan pupuk hijau terutama adalah untuk memelihara dan memperbaiki struktur tanah dengan penambahan bahan organik. Pupuk hijau berupa leguminosa dapat langsung memperkaya hara di dalam tanah. Secara umum dapat dikatakan, bahwa dengan cara yang tepat dan diperhitungkan sebelumnya, penggunaan pupuk hijau akan dapat meningkatkan kadar humus dalam tanah. Namun peningkatan kadar humus dan peningkatan kadar nitrogen tidak berlangsung pada waktu yang bersamaaan. 6.4. Organisme (Zasad-zasad hidup) tanah Tanah merupakan rumah dari berbagai macam tumbuhan dan khewan mulai dari ukuran yang mikro sampai ukuran makro (bakteri, cacing dsb.). Dibandingkan dengan fungi dan algae, bakteri adalah penting ing dalam proses fiksasi nitrogen. Mikroorganisme tanah hidup di dalam bahan organik tanah, menguraikan bahan organik, menggunakan bahan organik sebagai sumber makanan. Mikroorganisme tersebut berperanan penting dalam proses pendauran unsur-unsur hara tanaman. Mikroorganisme tanah juga mampu menekan penyakit yang berbahaya bagi tanaman tingkat tinggi. Bahan-bahan tanaman dan khewan yang telah mati menghasilkan sejumlah besar bahan organik. Bahan ini didekomposisi dan dihancurkan oleh organisme tanah, dan bercampur dengan bahan mineral tanah. Organisme itu sendiri akan mati dan menambah jumlah bahan organik di dalam tanah. Selama dan sesudah penguraian bahan organik dihasilkan Universitas Gadjah Mada 6
sejumlah unsur N, S, P, C, dan lain-lain. Bahan organik merupakan sumber unsur-unsur hara tanaman. Bahan organik tanah secara terusmenerus diuraikan oleh mikroorganisme tanah, oleh karena itu bahan organik hams ditambah dengan pemberian sisa-sisa tanaman tingkat tinggi. Bahan organik di dalam tanah dapat meningkatkan kapasitas menahan lengas dan unsur hara bagi tanaman tingkat tinggi dan mikrooranisme. Hasil akhir penghancuran bahan organik merupakan bahan yang berwarna hitam disebut humus yang merupakan zat perekat butir-butir tanah menjadi agregatagregat tanah. Universitas Gadjah Mada 7