BAHAN ORGANIK BAHAN ORGANIK TANAHTANAH

LAB ITH LAB ITH

FAK. KEHUTANAN UGMFAK. KEHUTANAN UGM

DefinisiDefinisi• Bahan organik:Bahan organik: mencakup semua bahan yang berasal dr mencakup semua bahan yang berasal dr

jaringan tanaman dan hewan, baik yang hidup maupun yg telah jaringan tanaman dan hewan, baik yang hidup maupun yg telah mati, pada berbagai tahana (stage) dekomposisi (Millar, 1955)mati, pada berbagai tahana (stage) dekomposisi (Millar, 1955)

• Bahan organik tanahBahan organik tanah: lebih mengacu pd bahan (sisa jaringan : lebih mengacu pd bahan (sisa jaringan tanaman/hewan) yang telah mengalami tanaman/hewan) yang telah mengalami perombakan/dekomposisi baik sebagian/seluruhnya, yg telah perombakan/dekomposisi baik sebagian/seluruhnya, yg telah mengalami humifikasi maupun yg belum mengalami humifikasi maupun yg belum

• Kononova (1966) dan Schnitzer (1978) membagi bahan organic Kononova (1966) dan Schnitzer (1978) membagi bahan organic tanah menjadi 2 kelompok, yakni: bahan yg tlah terhumifikasi, tanah menjadi 2 kelompok, yakni: bahan yg tlah terhumifikasi, yg disebut sbg bahan humik (humic substances) dan bahan yg yg disebut sbg bahan humik (humic substances) dan bahan yg tidak terhumifikasi, yg disebut sbg bahan bukan humik (non-tidak terhumifikasi, yg disebut sbg bahan bukan humik (non-humic substances)humic substances)

• Kelomp pertama lbh dikenal sbg “humus” yg merupakan hsl Kelomp pertama lbh dikenal sbg “humus” yg merupakan hsl akhir proses dekomposisi bahan organic bersifat stabil dan akhir proses dekomposisi bahan organic bersifat stabil dan tahan thd proses bio-degradasi (Tan, 1982). tahan thd proses bio-degradasi (Tan, 1982). Terdiri atas fraksi Terdiri atas fraksi asam humat, asam fulfat dan humin. Humus menyusun 90% asam humat, asam fulfat dan humin. Humus menyusun 90% bag bahan organik tanah (Thompson & Troeh, 1978)bag bahan organik tanah (Thompson & Troeh, 1978)

• Kelomp kedua meliputi senyawa-senyawa organik spt Kelomp kedua meliputi senyawa-senyawa organik spt karbohidrat, as amino, peptida, lemak, lilin, lignin, asam karbohidrat, as amino, peptida, lemak, lilin, lignin, asam nukleat, protein..nukleat, protein..

• Bahan organik tanah berada pada kondisi yang dinamik sbg Bahan organik tanah berada pada kondisi yang dinamik sbg akibat adanya mikroorganisme tanah yg memanfaatkannya sbg akibat adanya mikroorganisme tanah yg memanfaatkannya sbg sumber energi dan karbonsumber energi dan karbon

• Kandungan bahan organik tanah terutama ditentukan oleh Kandungan bahan organik tanah terutama ditentukan oleh kesetimbangan antara laju pelonggokan dengan laju kesetimbangan antara laju pelonggokan dengan laju dekomposisinya (Pal & Clark, 1989).dekomposisinya (Pal & Clark, 1989).

• Kandungan bahan organik tanah sangat beragam, berkisar ant Kandungan bahan organik tanah sangat beragam, berkisar ant 0,5% - 5,0% pada tanah-tanah mineral atau bahkan sampai 0,5% - 5,0% pada tanah-tanah mineral atau bahkan sampai 100% pada tana organik (Histosol) (Bohn, 1979).100% pada tana organik (Histosol) (Bohn, 1979).

• Faktor yg pengaruhi kand BO tnh adalah: iklim, vegetasi, Faktor yg pengaruhi kand BO tnh adalah: iklim, vegetasi, topografi, waktu, bahan induk dan pertanaman (cropping).topografi, waktu, bahan induk dan pertanaman (cropping).

• Sebaran vegetasi berkaitan erat dg pola tertentu dr agihan Sebaran vegetasi berkaitan erat dg pola tertentu dr agihan temperatur dan curah hujan. Pd wil yg CH rendah, mk vegetasi temperatur dan curah hujan. Pd wil yg CH rendah, mk vegetasi jg jarang shg akumulasi BO jg rendah. Pd wil yg temperatur jg jarang shg akumulasi BO jg rendah. Pd wil yg temperatur dingin, mk keg mikroroganisme jg rendah shg proses dingin, mk keg mikroroganisme jg rendah shg proses dekomposisi lambat. dekomposisi lambat.

• Apabila terjadi laju pelonggokan bahan organik melampaui laju Apabila terjadi laju pelonggokan bahan organik melampaui laju dekomposisinya, terutama pd daerah dengan kondisi jenuh air dekomposisinya, terutama pd daerah dengan kondisi jenuh air dan suhu rendah, mk kandungan bahan organik akan dan suhu rendah, mk kandungan bahan organik akan meningkat dengan tingkat dekomposisi yg rendahmeningkat dengan tingkat dekomposisi yg rendah

• Ciri dan kandungan bahan organik tanah Ciri dan kandungan bahan organik tanah merupakan ciri penting suatu tanah, krn BO merupakan ciri penting suatu tanah, krn BO tanah mempengaruhi sifat-sifat tanah melalui tanah mempengaruhi sifat-sifat tanah melalui berbagai cara.berbagai cara.

• Hasil perombakan bahan organik BO mampu Hasil perombakan bahan organik BO mampu mempercepat proses pelapka bahan2 mineal mempercepat proses pelapka bahan2 mineal tanah; agihan (distribution) bahan organik di tanah; agihan (distribution) bahan organik di dlm tanah berpengaruh thd pemilahan dlm tanah berpengaruh thd pemilahan (differentiation) horison.(differentiation) horison.

• Proses perombakan bahan organik Proses perombakan bahan organik merupakan mekanisme awal yg selanjutnya merupakan mekanisme awal yg selanjutnya menentukan fungsi dan peran bahan organik menentukan fungsi dan peran bahan organik tsb di dlm tanah.tsb di dlm tanah.

Stevenson (1982) menyajikan proses dekomposisi BO dg Stevenson (1982) menyajikan proses dekomposisi BO dg urutan sbb:urutan sbb:

1.1. Fase perombakan bahan organik segar. Proses ini akan Fase perombakan bahan organik segar. Proses ini akan merubah ukuran bahan menjadi lebih kecil.merubah ukuran bahan menjadi lebih kecil.

2.2. Fase perombakan lanjutan, yg melibatkan keg ensim Fase perombakan lanjutan, yg melibatkan keg ensim mikroorganisme tnh. Fase ini dibagi lagi menjadi bbrp mikroorganisme tnh. Fase ini dibagi lagi menjadi bbrp tahana:tahana:1.1. tahana awal: dicirikan oleh kehil scr cpt bhn-bhn yg tahana awal: dicirikan oleh kehil scr cpt bhn-bhn yg

mudah terdekomposisi sbg akibat pembafaatan BO sbg mudah terdekomposisi sbg akibat pembafaatan BO sbg sumber karbon dan energi oleh m.o. tnh, terutama sumber karbon dan energi oleh m.o. tnh, terutama bakteri. bakteri. Dihslkan sejmlh seny sampingan (by products) Dihslkan sejmlh seny sampingan (by products) spt: NH3, H2S, CO2, as organik dll.spt: NH3, H2S, CO2, as organik dll.

2.2. Tahana tengah: terbent seny organik tengahan/antara Tahana tengah: terbent seny organik tengahan/antara (intermediate products) dan biomasa baru sel (intermediate products) dan biomasa baru sel organisme)organisme)

3.3. Tahana akhir: dicirikan oleh terjadinya dekomposisi Tahana akhir: dicirikan oleh terjadinya dekomposisi scr berangsur bag jaringan tnm/hewan yg lbh resisten scr berangsur bag jaringan tnm/hewan yg lbh resisten (mis: lignin). Peran fungi dan Actinomycetes pd tahana (mis: lignin). Peran fungi dan Actinomycetes pd tahana ini sangat dominanini sangat dominan

3.3. Fase perombakan dan sintesis ulang senyawa2 organik Fase perombakan dan sintesis ulang senyawa2 organik (humifikasi) yg akan membentuk humus.(humifikasi) yg akan membentuk humus.

PERAN BAHAN ORGANIK DI DALAM PERAN BAHAN ORGANIK DI DALAM TANAH:TANAH:

• pengaruh BO di dlm tnh mencakup gatra2 (aspect) genesa pengaruh BO di dlm tnh mencakup gatra2 (aspect) genesa dan kesuburan tanah.dan kesuburan tanah.

• Pengaruhnya dpt bersifat jangka pendek maupun jangka Pengaruhnya dpt bersifat jangka pendek maupun jangka panjang. Pengaruh jangka pendek terutama diperankan oleh panjang. Pengaruh jangka pendek terutama diperankan oleh bahan2 non-humus (non-humified materials), sedangkan bahan2 non-humus (non-humified materials), sedangkan pengaruh jangka panjang diberikan oleh bahan humus. pengaruh jangka panjang diberikan oleh bahan humus. Kedua pengaruh tsb dpt memperbaiki pertumbuhan Kedua pengaruh tsb dpt memperbaiki pertumbuhan tanaman.tanaman.

• Tersedianya BO dlm tanah berarti pula tersedianya sumber Tersedianya BO dlm tanah berarti pula tersedianya sumber karbon dan energi bg mikroorganisme tnh yg perannya karbon dan energi bg mikroorganisme tnh yg perannya sangat dominan dlm proses perombakan BO.sangat dominan dlm proses perombakan BO.

• Lewat proses mineralisasi, BO mampu menyediakan unsur2 Lewat proses mineralisasi, BO mampu menyediakan unsur2 hara bg tanaman, terutama: N,P,S dan unsur2 hara mikro.hara bg tanaman, terutama: N,P,S dan unsur2 hara mikro.

• BO memainkan peran utama dlm pembent agragat dan BO memainkan peran utama dlm pembent agragat dan struktur tanah yg baik, shg scr tak langsung akan struktur tanah yg baik, shg scr tak langsung akan memperbaiki kondisi fisik tanah, dan pd gilirannnya akan memperbaiki kondisi fisik tanah, dan pd gilirannnya akan mempermudah penetrasi air, penyerapan air, perkembangan mempermudah penetrasi air, penyerapan air, perkembangan akar, serta meningkatakan ketahan thd erosiakar, serta meningkatakan ketahan thd erosi

PERAN BAHAN ORGANIK DI DALAM PERAN BAHAN ORGANIK DI DALAM TANAH:TANAH:

• BO jg mampu meningk KPK dan daya sangga tanah, BO jg mampu meningk KPK dan daya sangga tanah, fototosisitas, keterlindian (leachability), serta fototosisitas, keterlindian (leachability), serta biodegradasi pestisida di dlm tanah.biodegradasi pestisida di dlm tanah.

• BO jg dpt membentuk kompleks dg unsur2 hara mikro shg BO jg dpt membentuk kompleks dg unsur2 hara mikro shg dpt mencegah kehilangan lewat pelindihan, serta kurangi dpt mencegah kehilangan lewat pelindihan, serta kurangi timbulnya keracunan unsur hara mikro. BO jg mampu timbulnya keracunan unsur hara mikro. BO jg mampu melepaskan P yg disemat oleh oksida2 (Fe, Al) dlm tanah melepaskan P yg disemat oleh oksida2 (Fe, Al) dlm tanah (Sanchez, 1976)(Sanchez, 1976)

• Temperatur dan kelembaban yg tinggi akan memacu Temperatur dan kelembaban yg tinggi akan memacu alihrupa mineral, dan pengaruh tsb akan diperbesar oleh alihrupa mineral, dan pengaruh tsb akan diperbesar oleh kehadiran substansi organik.kehadiran substansi organik.

• Kand BO tnh merupakan kriterium plng penting utk Kand BO tnh merupakan kriterium plng penting utk mencirikan dan memapankan batas2 suatu epipedon. mencirikan dan memapankan batas2 suatu epipedon. Kand BO menentukan sbg horison organik atau bukan.Kand BO menentukan sbg horison organik atau bukan.

• Bbrp epipedon yg menggunakan BO sbg ciri pembeda Bbrp epipedon yg menggunakan BO sbg ciri pembeda utama adl: epipedon histik, molik, umbrik dan okrik. utama adl: epipedon histik, molik, umbrik dan okrik. Peran BO sangat vital dlm genesa horison spodik.Peran BO sangat vital dlm genesa horison spodik.

PEROMBAKAN BAHAN ORGANIKPEROMBAKAN BAHAN ORGANIK • Sisa-sisa tanaman & binatang mengalami perombakan dlm atau di atas Sisa-sisa tanaman & binatang mengalami perombakan dlm atau di atas

tanah pd kondisi2 yg berbeda.tanah pd kondisi2 yg berbeda.• Kecepatan perombakan dan hsl2 akhir terbentuk bergantung kpd suhu, Kecepatan perombakan dan hsl2 akhir terbentuk bergantung kpd suhu,

lengas, udara, bhn kimia dan mikrobia. lengas, udara, bhn kimia dan mikrobia. • Smakin tinggi suhu (hingga 40oC) akan smakin mempercepat Smakin tinggi suhu (hingga 40oC) akan smakin mempercepat

perombakan. Ini merup slh 1 alasan bahwa tanah atasan mempunyai perombakan. Ini merup slh 1 alasan bahwa tanah atasan mempunyai kand BO rendah.kand BO rendah.

• Lengas diperlukan utk perombakan scr biologis, namun air yg berlebihan Lengas diperlukan utk perombakan scr biologis, namun air yg berlebihan sangat menyebabkan kahat(kurang) udara dan akibatnya akan sangat menyebabkan kahat(kurang) udara dan akibatnya akan memperlamat perombakan.memperlamat perombakan.

• Ketersediaan bhn2 kimia yg diperlukan sbg zat hara (terutama N) bagi Ketersediaan bhn2 kimia yg diperlukan sbg zat hara (terutama N) bagi mikrobia menentukan kecepatan perombakan dan berpengaruh thd jenis mikrobia menentukan kecepatan perombakan dan berpengaruh thd jenis humus yg dibentuk.humus yg dibentuk.

• BO terombak lebih cepat di dlm tanah yg subur dibanding dlm tanah yg BO terombak lebih cepat di dlm tanah yg subur dibanding dlm tanah yg kurus.kurus.

• Urutan perombakan komponen2 BO tanah adl: Urutan perombakan komponen2 BO tanah adl: 1.1. Gula, pati, protein2 yg larut airGula, pati, protein2 yg larut air2.2. Protein kasarProtein kasar3.3. HemiceluloseHemicelulose4.4. SelulosaSelulosa5.5. Minyak, lemak, lignin, lilinMinyak, lemak, lignin, lilin

PEROMBAKAN BAHAN PEROMBAKAN BAHAN ORGANIKORGANIK

• Kecepatan perombakan BO menurun sesuai dg waktu Kecepatan perombakan BO menurun sesuai dg waktu dan tercapainya suatu komposisi kimia yg mirip dan tercapainya suatu komposisi kimia yg mirip humus yg dianggap sbg salah satu hasil pertengahan humus yg dianggap sbg salah satu hasil pertengahan perombakan.perombakan.

• Perombakan BO di dlm tnh adl merup suatu proses Perombakan BO di dlm tnh adl merup suatu proses pencernaan yg tak sama dg pencernaan BO di dlm pencernaan yg tak sama dg pencernaan BO di dlm perut binatang. Sejumlah besar oksigen diperlukan perut binatang. Sejumlah besar oksigen diperlukan untuk perombakan BO tsb. Oksidasi BO plng cepat di untuk perombakan BO tsb. Oksidasi BO plng cepat di dlm tanah permukaan dan plng lambat di dlm lap dlm tanah permukaan dan plng lambat di dlm lap tanah bawahan, terut jk tanah ini mampat dan basah.tanah bawahan, terut jk tanah ini mampat dan basah.

• Peristiwa khas: pengkerutan dan amblesnya Muck Peristiwa khas: pengkerutan dan amblesnya Muck (mencapai 2-5 cm/th di Florida) dan gambut (peat) (mencapai 2-5 cm/th di Florida) dan gambut (peat) setelah diolah, krn berkembang dlm kondisi air tanah setelah diolah, krn berkembang dlm kondisi air tanah yg tinggi shg menghambat perombakan. Perlu yg tinggi shg menghambat perombakan. Perlu draenase dan perbaikan aerasi, shg perombakan dpt draenase dan perbaikan aerasi, shg perombakan dpt dipercepat. dipercepat.

Humus: campuran senyawa yg kompleks (tersusun oleh asam humat, as fulfat, ligno Humus: campuran senyawa yg kompleks (tersusun oleh asam humat, as fulfat, ligno protein dll), mempunyai sifat agak/cukup resisten (tahan) thd perombakan jasad renik protein dll), mempunyai sifat agak/cukup resisten (tahan) thd perombakan jasad renik (mikroorganisme), bersifat amorf (tak mempunyai bentuk tertentu), berwarna coklat-(mikroorganisme), bersifat amorf (tak mempunyai bentuk tertentu), berwarna coklat-hitam, bersifat koloid (<1 µm, bermuatan) dan berasal dari proses humifikasi bahan hitam, bersifat koloid (<1 µm, bermuatan) dan berasal dari proses humifikasi bahan organik oleh mikroba tanah.organik oleh mikroba tanah.

Pengaruh humus (BO) thd sifat2 tanah:Pengaruh humus (BO) thd sifat2 tanah:• Pengaruh scr fisik:Pengaruh scr fisik:

– warna tanah menjadi lbh kelam. Coklat-hitam: menaikkan suhu.warna tanah menjadi lbh kelam. Coklat-hitam: menaikkan suhu.– Meningkatkan agregasi (granulasi tanah) dan urobilitas agragat, aerasi Meningkatkan agregasi (granulasi tanah) dan urobilitas agragat, aerasi

(penghawaan) lbh baik, draenasi perembihan, pelulusan) lbh baik, lbh tahan thd (penghawaan) lbh baik, draenasi perembihan, pelulusan) lbh baik, lbh tahan thd erosierosi

– Mengurangi plastisitas pd tanah lempung (liat-clay), tanah lbh mudah diolah (lbh Mengurangi plastisitas pd tanah lempung (liat-clay), tanah lbh mudah diolah (lbh gembur)gembur)

– Menaikkan kemampuan mengikat/menyimpan airMenaikkan kemampuan mengikat/menyimpan air• Pengaruh scr kimia:Pengaruh scr kimia:

– Menaikkan KPK. Menaikkan KPK. (humus mempunyai KPK>200 me/100 gr. (humus mempunyai KPK>200 me/100 gr. – Merup slh satu sumber unsur hara (penting dlm daur/siklus unsur hara)Merup slh satu sumber unsur hara (penting dlm daur/siklus unsur hara)– Merup cadangan unsur hara utama N,P, S dlm bent organic dan unsure hara mikro Merup cadangan unsur hara utama N,P, S dlm bent organic dan unsure hara mikro

(Fe, Cu, Mn, Zn, B, Mo, Ca) dlm bent khelat (chelate) dan akan dilepaskan scr (Fe, Cu, Mn, Zn, B, Mo, Ca) dlm bent khelat (chelate) dan akan dilepaskan scr perlahan-lahan.perlahan-lahan.

– Meningkatkan aktivitas, jumlah dan populasi mikro dan makro organisme tanah (O Meningkatkan aktivitas, jumlah dan populasi mikro dan makro organisme tanah (O merup sumber energi/mknan) (bakteri, fungi, actinomycetes, cacing, serangga dll)merup sumber energi/mknan) (bakteri, fungi, actinomycetes, cacing, serangga dll)

• Gambut muncul pada: daerah Gambut muncul pada: daerah lembab/basah, suhu rendah, bakteri lembab/basah, suhu rendah, bakteri sedikit, dekomposisi lambat, sedikit, dekomposisi lambat, akumulasi bahan organik tinggiakumulasi bahan organik tinggi

• Daerah temperate/tinggi: Pd musim Daerah temperate/tinggi: Pd musim gugur: suhu mulai menurun shg gugur: suhu mulai menurun shg dekomposisi lambat. Hanya pd dekomposisi lambat. Hanya pd musim panas suhu tinggi, shg musim panas suhu tinggi, shg dekomposisi cepat.dekomposisi cepat.

SUSUNAN JARINGAN SUSUNAN JARINGAN TANAMAN TINGKAT TINGGITANAMAN TINGKAT TINGGI

Air-75%

C-11%

H-2%

O-10%Abu-2%

SUSUNAN UMUM SUSUNAN UMUM JARINGAN TUMBUHAN:JARINGAN TUMBUHAN:

Sederhana 1-5%

Karbohidrat Larut air 10-28%

kasar 20-50%

Lemak, lilin, tanin dll 1-8%

lignin 10-30%

Gula dan pati

Protein Hemiselulosa 1-15%

Selulosa

Hasil-hasil sederhana yg Hasil-hasil sederhana yg dihasilkan dari aktivitas dihasilkan dari aktivitas

mikroba tanah adalah sbb:mikroba tanah adalah sbb:

• KarbonKarbon : CO: CO22, CO, CO33=, HCO=, HCO33- CH- CH44, , karbon elementerkarbon elementer

• NitrogenNitrogen : NH: NH44++, NO, NO22

--, NO, NO33--, gas N, gas N22

• SulfurSulfur : S, H: S, H22S, SOS, SO33==, SO, SO44

==, CS, CS22

• FosforFosfor : H: H22POPO44--, HPO, HPO44

==

• Lain-lainLain-lain: H: H22O, OO, O22, H, H22, H, H++, OH, OH--, K, K++, , CaCa2+2+, Mg, Mg2+2+ dll dll