Peran Biota Tanah dalam Agro-ekosistem Ardhini R Maharning Fakultas Biologi Universitas Jenderal Soedirman Jl. Dr. Suparno 63 Purwokerto Konservasi lahan pertanian dapat dilakukan melalui pendekatan Biologi. Pendekatan ini mengutamakan peran biota tanah dalam menjalankan fungsi ekologinya sebagai agen yang mampu memberikan layanan lingkungan. Melalui aktivitas hidupnya seperti tumbuh, memangsa, dan berpindah tempat, biota tanah mampu menyediakan nutrisi bagitanaman, dan
mengurangi aliran permukaan. Makalah ini bertujuan untuk menjelaskan peran biota tanah dalam agro-ekosistem, dan pendekatan yang pernah dilakukan untuk memelihara fungsinya dalam ekosistem, diawali dengan penjelasan tentang profil tanah.
ProfilTanah Adl {2003) dan Coleman et al., {2004) dijadikan rujukan dalam menjelaskan profil tanah. Profiltanah menggambarkan horizon {lapisan} pembentuk tanah. Profil tanah bervariasi pada ekosistem yang berbeda, namun pada dasarnya tanah tersusun atas tiga horizon utama yaitu A, B, dan C (Gambar 1). Sebagian tanah, seperti tanah hutan, memiliki horizon O torganik), namun lapisan O dapat pula tidak terlihat sebagai lapisan karena terbenam dalam tanah bagian atas. Sebagian tanah juga memiliki horizon E (eluvial). Biota tanah sebagian besar menempati horizon O dan horizon A. Pada horizon yang lebih dalam, sepert horizon B, hanya biota tertentu saja yang mampu melakukan aktifitasnya. Horizon O adalah lapisan yang kaya materi organik dalam berbagai kondisi dekomposisi. Horizon Oi {L: /itter atau seresah) adalah lapisan teratas tempat materi organik yang baru menumpuk. Horizon O" (F: fragmentasi) adalah lapisan yang berada di bawah horizon Oi dan merupakan horizon materi organik terfermentasi. Lapisan di bawah horizon O. adalah horizon Ou (H: humificotion) dengan materi organik yang berproses menjadi humus. Ketebalan horizon O bervariasi hingga 5 cm pada ekosistem hutan. Di bawah horizon O terdapat lapisan mineral yang disebut horizon A. Bagian atas dari horizon A sering disebut sebagai topsoil. Pada lahan pertanian horizon A memiliki ketebalan antara L2 dan 25 cm. Horizon ini memperoleh sebagian besar mineralyang berasal dari proses dekomposisi pada horizon O diatasnya.
Horizon berikutnya adalah horizon E yang merupakan zona dengan leaching Si, Fe dan Al yang cukup tinggi. Horizon B yang mengandung sedikit materi organik labil berada di bawah horizon E. Horizon C berada setelah horizon B dan terdiri dari sebagian besar materi partikel mineral induk, materi organik tanah yang sulit terurai. Horizon C berada tepat di atas horizon batuan.
bio.unsoed.ac.id
Tanah pertanian yang menerapkan praktek konservasi mampu membentuk lapisan seresah (O) dengan struktur khas yang dibentuk oleh jamur dalam proses dekomposisi. Tanah inijuga mampu membentuk lapisan materiorganik dan menghasilkan mineralyang diperlukan
tanaman.
c'r
L
r (1t
H
Lapisan materi organik pada awal dekomposisi (O, ) Lapisan materi organik terfragmentasi dan terdekomposisi (O-) Lapisan materi organik membentuk humus (O,)
A't
Lapisan materi organik gelap bercampur tanah bermineral
A2
Lapisan dengan warna lebih terang dan eluviasi tinggi
A3
Lapisan transisi dari horizon A dan ke B
8t
Lapisan
B
a2
Gambar 1. Lapisan organik topsoiltanah. Horizon O dan A mengandung sebagian besar biota tanah (terdapat pula melimpah di daerah rhizosfer) (Adl, 2003)
Kesehatan Tanah Kesehatan tanah sering sekali disamakan dengan kualitas tanah yang merujuk pada kapasitas tanah dalam menjalankan fungsi ekologis dalam suatu ekosistem (Doube dan Gupta, L9971. Salah satu komponen penentu kesehatan tanah adalah keragaman dan jumlah biota tanah. Biota tanah yang umum digunakan dalam evaluasi kesehatan tanah meliputi bakteri, jamur, protozoa, dan 2nematode (Bardgett, 2005; lngham, 2000). Tana"h dengan kesehatan yang sangat baik pada umumnya mengandung 8
- 12 x 106 bakteri dalam tiap gram tanah dan 5 - 15 perbedaan morfologi bakteri. Jumlah hifa jamur berdiameter > 2.5 mikro meter dapat mencapai 2,4 - 4 x 10s filamen hifa jamur per gram tanah. Protozoa dari kelompok amoeba dan flagelata lebih tinggi baik keragaman maupun jumlahnya jumlahnya (> 8 x 104 dalam tiap gram tanah) daripada ciliata. Nematoda pemakan bakteri, jamur atau nematode lainnya sangat berguna bagi pertumbuhan tanaman. Pada tanah yang baik, nematoda mencapai 4 x 10s - 1,6 x 106 dalam tiap gram tanah {lngham dan Rollins 2009}.
bio.unsoed.ac.id
Biota Tanah Peran Biota Tanah penjelasan tentang biota tanah dirujuk dari lngham (2000), Adl (2003), Coleman ef al. jarring-jaring makanan yang mampu {2004), dan Bardgett {2005). Biota tanah membentuk mengubah seresah menjadi nutrisi yang diperlukan tanaman, dan memindahkan nutrien ini sehingga menjadi bagian penting dari siklus nutrisi (Gambar 2). Kelompok biota tanah golongan jaring-jaring dekomposer. Jaring-jaring dekomposer tersusun atas tiga
membentuk besar yaitu kelompok jaring-jaring mikro, kelompok pengubah materi organik, dan kelompok pengubah ekosistem. Pada makalah inijarring-jaring mikro (bakteri, jamur, protozoa, dan nematoda) menjadifokus penjelasan karena menjadi indikator utama biologi kesehatan tanah.
trry*'$: irt ,rL" i-."-"'-
' ,"-'1N
''.'l
"i*l,l*,nni,,",,-*
.w P'Fv
organic
ilrii"i1o**t
;i;ffiii:,fl.-
D-'=:.'
.
t.. rlwriu*
"-ilemalodes ,
i i
,.{
=L
Mdtter
,ln
illiitlil;:-
* Birdr
f^^,^^ *iD€:rE?,
Egsas,
nildiil€:e'
-! Anima*
Bacteria
n {xie€l
Gambar 2. Jaring-jaring makanan yang dibentuk oleh sebagian besar biota tanah { (lngham, 2000)
Bakteriadalah organisma mikroskopis berseltunggal yang pada umumnya bergantung pada organisma lain (tanaman) untuk memenuhi nutrisinya {Gambar 3a). Namun terdapat pula bakteri fotosintetik seperticyanobacteria yang mampu menghasilkan makanannya sendiri. Actinomycetes adalah bacteria yang menghasilkan bau khas pada tanah sehat (Gambar 3bl. Jamur umumnya merupakan organisma multiseluler yang tidak mampu menghasilkan makannya sendiri. Jamur memiliki sel memanjang disebut hifa (Gambar 3c). Hifa mampu membentuk tubuh buah yang dapat dilikat dengan mata tanpa mikroskop. Jamur saprofit jamur memiliki fungsi utama mendekomposisi materi organik mati dalam ekosistem, sedangkan
bio.unsoed.ac.id
mikoriza besimbiosis dengan akar tanaman dan berfungsi membantu suplai nutrien untuk tanaman. Protozoa adalah kelompok organisma bersel tunggal yang bergerak dengan pseudopodia (amoebae), flagella (flagelata), atau rambut getar (ciliate) (Gambar 3d, e, f). Sumber utama makanan protozoa adalah bakteri. Sebagian amoeba memilikikemampuan untuk melubangi hifa jamur dan mengisap sitoplasma jamur sebagai makanannya. Nematoda adalah hewan mikroskopis bersel banyak tanpa segmen yang hidup di tanah (Gambar 3g). Nematoda terdiri atas organisma pemakan bacteria, jamur, nematode lain, atau akar tanaman (menjadi parasit). Dalam proses pertumbuhan dan reproduksi, tanaman dan biota tanah saling berinteraksi. Pertumbuhan akartanaman menghasilkan residu yang menjadi sumber makanan biota tanah. Sebaliknya, biota tanah mendukung pertumbuhan tanaman yang sehat. Bakteri, jamur, dan hewan-hewan tanah mengubah dan melepaskan nutrisi yang terikat di dalam materi organik. Dalam proses-proses yang berlangsung di dalam tanah biota tanah mengurai komponen organik (kotoran hewan, sisa tanaman, pestisida) sehingga tidak memasuki perairan yang dapat menyebabkan polusi air. Selain itu, biota tanah mampu menyimpan nitrogen (N) dan nutrisi sehingga tidak terbuang, serta mengikat nitrogen dari udara untuk kebutuhan tanaman. Agregasi dan porositas tanah meningkat karena substansiyang dikeluarkan oleh biota tanah dan akartanaman mampu mengikat partikeltanah sehingga mampu meningkatkan
serapan air dan mengurangi aliran permukaan. Melaluijarring-jaring makanan biota tanah dapat memakan organisme lain, dan menjadi makanan bagi hewan yang hidup di atas permukaan tanah
bio.unsoed.ac.id
Gambar 3. sebagian biota tanah penyusun jaring-jaring dekomposer mikro {a) bakteri, {b) actinomycetes, (c)jamur, (d) amoeba, (e) ciliata, (f)fragerata, dan (g} nematoda
Pemeliharaan Biota Tanah Kehidupan dan aktifitas biota tanah tergantung pada ketersediaan materi organik. Materi organik merupakan sumber energi dan nutrisi bagi biota tanah. Oleh karena itu pemeliharaan biota tanah sesuai dengan fungsinya dalam ekosistem memerlukan suplai materi
organik bervariasi.
Materi organik mengandung komponen beragam, sebagian komponen lebih berguna bagiorganisma tertentu namun tidak bagi organisma lainnya. Secara umum materi organik terdiri atas komponen humus dan sebagian lain komponen aktif (substansi yang tersedia bagi biota tanah). Bakteria cenderung memerlukan substansi organik sederhana seperti eksudat tanah dan residu tanaman yang masih baru. Jamur cenderung menggunakan substansi yang lebih kompleks seperti residu tanaman berserabut, kayu, dan humus tanah (lngham, 2000; Bardgett, 2005).
Daftar Pustaka Adl, S.M., 2003. The ecology of soil decomposition. CABI Pub, Wallingford, Oxon, UK; Cambridge, MA. Bardgett, R.D., 2005. The biology of soil: a community and ecosystem approach. Oxford University Press, New York. Coleman, D.C., Crossley, D.A., Hendrix, P.F., 2004. Fundamentals of soil ecology, 2nd ed. Elsevier Academic Press, Amsterdam ; Boston. lngham, E.R., Rollins ,C.C.,2009. Qualitative assessment of microorganisms. Sustainable Studies lnstitute and Natures Technologies lnternational, LLC, cornvalis, oR. lngham, E.R, 2000. Soil Biology Primer, Soil and WaterConservation Society, Ankeny, lA
bio.unsoed.ac.id
