1. BIOLOGI TANAH
DAN KESEHATAN
TANAH
Oleh :
Drs. Adib suyanto, M.Si

2. BIOLOGI TANAH
• Biologi tanah adalah kehidupan dalam tanah,
menyangkut kegiatan jasad hidup dalam tanah
dan peranannya, serta peranan BO dengan
segala sifat dan cirinya
• Jasad hidup (organisme) tanah dikelompokkan
menjadi :
a. organisme menguntungkan dan
b. organisme merugikan
Atau : a. Tumbuhan (flora) tanah
b. Binatang (fauna) tanah

3. •Faktor yang mempengaruhi aktivitas organisme
tanah
Iklim (curah hujan, suhu, kelembaban dll)
Tanah (kemasaman, kelembaban, suhu, hara dll)
Vegetasi (hutan, padang rumput, belukar, dll)
Aktivitas organisme tanah dicirikan oleh :
•Jumlahnya dalam tanah
•Bobot tiap unit isi atau luas tanah (biomassa)
•Aktivitas metabolik
Sebanyak 60-80% dari metabolisme total dalam
tanah adalah hasil kegiatan mikroflora tanah.

4. Klasifikasi Fauna Tanah
Berdasarkan ukuran tubuh (Wallwork,1974) :
• Mikro Fauna, hewan tanah yang ukuran
tubuhnya 20-200 μ, misal ; Protozoa, Acarina,
Nematoda, Rotifera, dsb.
• Meso Fauna, hewan tanah yang ukuran
tubuhnya 200 μ -1 cm, misal ; Acarina,
Collumbola, nematoda, Rotifera, Araneida,
Larva serangga, isopoda dsb
• Makro Fauna, hewan tanah yang ukuran
tubuhnya ≥ 1 cm. Misal : Mollusca, Insecta,
Vertebrata kecil dsb.

5. Organisme Tanah :
dikelompokkan menjadi dua
1.Mikroflora :
 Bakteri
 Jamur
 Aktinomicetes
 Algae
2. Fauna Tanah
 Protozoa
 Nematoda
 Cacing tanah
 Rayap
 Invertebrata lain

6. Jenis jumlah dan ukuran organisme tanah
Organisme
Mikroflora
Bakteri
Aktinomisetes
Jamur
Algae
Fauna
Protozoa
Nematoda
Cacing tanah
Contoh
Pseudomonas
Streptomyces
Mucor
Chlorella
Euglena
Pratylencus
Lumbricus
Invertebrata lain Collumbola
Ukuran
(um)
Jumlah per
gram tanah
0,5 x1,5
0,5 – 2,0
8,0
5 x 13
108 – 109
107 – 108
105 – 106
103 - 106
15 – 50
1.000
100.000
100.000
103 – 105
101 - 102

7. Fungsi organisme tanah
No
Jenis Organisme tanah
Fungsi Utama
1.
Fotosintesis : algae, bakteri
Menangkap
energi
:menggunakan
energi matahari unyuk menambat C02,
memasok bahan organik ke dalam tanah.
2.
Perombak : Bakteri, jamur
Melapukkan
residu,
menghasilkan
senyawa organik baru sebagai suimber
energi dan nutrisi organisme lain.
3.
Mutualis : bakteri, jamur
Memperbaiki pertumbuhan tanaman :
melindungi tanaman dari patogen,
menambat N2, asosiasi mikoriza dengan
akar dapat memasok hara seperti P, dan
air ke dalam tanaman
4.
Patogen : bakteri Jamur
Menyebabkan penyakit : memakan akar
dan bagian dari tanaman.

8. 5.
Parasit : bakteri, jamur
Parasit pada nematoda atau insekta
6.
Pemakan bakteri :Protozoa,
nematoda
Memakan bakteri : melepaskan N2 dan hara
lainnya
ketika
memakan
bakteri,
mengendalikan organisme pemakan akar tau
penyebab penyakit
7.
Penggerek : Cacing tanah,
arthropoda
Melapukkan residu dan memperbaiki
struktur tanah: menggerek seresah tanaman
ketika
memakan
bakteri
dan
jamur,
menyediakan habitat untuk bakteri dalam
pelet kotorannya, memeperbaiki struktur
tanah karena menghasilkan pelet kotoran dan
menggali tanah.
8.
Predator tk. Tinggi
Nematoda memakan
nematoda, arthropoda
besar(tikus, burung dll)
Mengendalikan populasi : mengendalikan
populasi predator, memperbaiki struktur tanah
dengan cara penggalian tanah, organisme
besar membawa organisme kecil ke lokasi
lebih jauh ke dalam tanahmenggali

9. MIKROORGANIME TANAH
A. Bakteri
 Dibanding mikrobia lain jumlahnya terbanyak.
Penyebarannya umumnya lebih beragam
 Dapat dibedakan : mesofil, thermofil dan psikrofil
 Nutrisi bersifat autotrof dan heterotrof
 Terdapat dua divisi utama ditinjau dari
ekologinya : indigenus(autochthonous) dan
Allochthonous (pendatang)

10. Kelompok fungsional
1. Bakteri perombak (dekompuser) : mrp
kelompok terbesar yang mengkonsumsi
senyawa karbon sederhana.
2. Bakteri mutualis : bakteri yang membentuk
asosiasi dengan tanaman.
3. Bakteri patogen.
4. Bakteri litotrof atau khemoautotrof ; Bakteri
yang memeperoleh energi dari senyawa
nitrogen, sulfur, besi atau hidrogen selain dari
senyawa karbon.

11. Bakteri penting dalam Tanah.
1. Pseudomonas
– Bakteri aerobik khemoorganotrof
– Gram negatif berbentuk batang
– Beberapa sp. Mrp denitrifikan
– Sering digunakan untuk bioremediasi
dan pengendalian hayati penyakit
tanaman.
1. Nitrobacter
 Gram negatif, khemolitrotof fakultatif
 Menggunakan nitrit sebagai donor
elektron, maka mereduksi nitrit menjadi
amoniak.

12. 3. Nitrosomonas

Aerob khemolitotrof

Bentuk batang panjang

Mengoksidasi
amoniak
menjadi nitrit

Banyak dijumpai pada
tanah
&air
yang
mengandung amoniak
4. Rhizobium
aerob , bentuk batang
Mrp. Bakteri penambat
nitrogen yg hidup dlm
tanah dan membentuk
asosiasi dg tanaman
legum

13. B. Jamur
Ciri khas tubuh tersusun dari hifa, kebanyakan
membentuk filamen kecuali khamir.
Pada top soil mengandung fungi 10 – 400 ribu /gr
tanah
Pada tanah beraerasi baik jamur mrp mikrobia paling
besar jumlahnya.
Sebaran di dalam profil tanah ditentukan oleh
ketersediaan karbon organik.
Terdapat hubungan antara jamur dgn vegetasi penutup
tanah.
Jamur berperan penting dalam kaitannya dengan
dinamika air, siklus hara dan pengendalian penyakit.
Berperan penting dalam dekomposisi sampah dan
bahan tanaman lain.

14. 





Berperan penting dalam dekomposisi pektin.
Lignin dicerna oleh enzim polifenol oksidase dan
peroksidase yang dihasilkan oleh Polyporus,
Poria dan Ganoderma.
Fungi pencerja kutin : Penicellium spinulosum,
Rhodotorula glutinis
Pendekomposisi selulosa : Chaetomium,
Aspergillus, Penicillium dan beberapa
Basidiomisetes.
Fungi tanah sebagai produser antibiotik :
Penicillium chrysogenum , Aspergillus,
Fungi patogen : Phythium, Phytophthora,
Fusarium.

15. Jamur tanah dapat dikelompokkan menjadi 3
kelompok fungsional
1.
2.
3.
:
Dekompuser : mrp jamur saprofit yg
mengkonversi bahan organik mati, C02 dan
molekul kecil seperti asam organik
Mutualis : yg terkenal adalah jamur mikoriza
yg mengkoloni akar tanaman.
Patogen /parasit ; menyebabkan produksi
tanaman menurun atau tanaman mati jika
jenis ini mengkolonio akar dan organisme
lainnya.

16. Jamur penting dalam tanah
1.
Aspergillus
1. Dijumpai pada berbagai habitat dan kondisi
lingkungan yang berbeda, serta banyak
dijumpai dalam tanah, udara dan lingkungan
perairan.
2. Banyak digunakan dlm fermentasi makanan
untuk tujuan komersial.
3. Menyebabkan kerusakantanam,an dan dapat
mendekomposisi bahan seperti kayu, tekstil, cat
dan kulit.
4. Memberikan kerusakan pada tanaman
pertanian.

17. 2. Penicillium
1.
2.
3.
Jamur saprofit aerob.
Banyak dijumpai pada tanah-tanah
daerah sedang dan dapat bertahan hidup
pada lingkungan dengan aw yang rendah.
Serng dijumpai pada tanah yang
mengandung bahan organik tinggi
terutama tanah-tanah hutan yang
permukaannya tertutp oleh bahan organik
yang cukup tebal,

18. 3. Trichoderma
Jamur saprofit atau parasit pada jamur
lainnya
 Dikenal sebagai jamur penyerang akar
tanaman.
 Dikenal sebagai askomisetes selulotik
yang dapat mendegradasi selulosa.
 Dijumpai hampir disemua tanah pertanian
dan lingkungan lainnya seperti kayu yang
melapuk.
 Digunakan secara komersial untuk
memproduksi enzime selulose.


19. 4. Rhizopus


Hidup saprofit
Dijumpai hampir disemua lingkungan tetapi
paling dominan dijumpai pada tanah-tanah
hutan, tanah pertanian pada buah dan sayuran
yang membusuk, pada kotoran hewan dan pada
kompos,
5. Fusarium


Saprofit aerobik. Dapat tumbuh pada jaringan
tanaman
Ada beberapa spesies beracun dan dapat
[menyebabkan penyakit pada hewan dan
tumbuhan.

21. C. Aktinomisetes





Bakteri mirip jamur
Komposisi dinding sel sesuai dengan kriteria
bakteri gram posisip.
Beberapa bersifat parasit, Mycobacterium
tuberculosis, M. Leprae, Actinomyces dan Nicordia.
Streptomyces scabies.
Umumnya aerobik, tetapi ada yang bersifat mikroaerofilik
dan kapnofil
Tidak dapat tumbuh baik pada tanah yang basah

22. Aktinomisetes Penting Dalam tanah


Streptomyces : Mrp. Organisme
khemoorganotrof, pertumbuhan optimum
pada suhu 25 – 350C dan pH6,5 – 8,0,
berperan penting dalam degradasi bahan
organik.
Nocordia : Organisme khemoorganotro
aerobik yg banyak dijumpai dalam tanah,
dapat tumbuh pada media yang
mengandung, amonium, nitrat dan asam
amino

23. D. Algae







Mpr organisme fotosintetik terpenting.
Dijumpai mulai dari daerah kutup samapai daerah
tropika.
Dikenal sebagai pengkoloni pioner.
Algae bersimbiosis dengan jamur membentuk
lichen
Algae berperan dalam pembentukan dan
stabilitas tanah.
Bersama dengan protozoa dan hewan kecil lain
dalam air membentuk suatu komunitas yang
disebut plankton sebagi sumber energi dan
makanan organisme lain.
Algae merupakan dasar rantai makanan dalam
ekosistem

24. E. Protozoa






Meliputi flagelata, siliata dan amoeba.
Didalam tanah protozoa umumnya hanya dijumpai pada
lapisan atas (15 -20 cm), karena ketergantungan terhadap
mikrobia makanannya.
Sebagian protozoa memakan bakteri dan penting dalam
memelihara keseimbangan mikrobia dalam tanah
Ciliata didapatkan lebih sedikit dibanding flagelata dan
amoeba karena lebih banyak membutuhkan air untuk
berenang.
Pada tanah yang didominasi bakteri, flagelata dan amouba
lebih dominan
Pada tanah yang kering kebanyakan protozoa dalam bentuk
kista

25. Peran Protozoa
 Penting
dalam mineralisasi hara
sehingga tersedia untuk digunakan
tanaman dan organisme lain.
 Mengatur populasi organisme
 Sebagai sumber makanan bagi
organisme tanah
 Menekan munculnya penyakit dan
mikrobia patogen.

26. Perbandingan jumlah mikr obia
di rizosfer dan tanah kontr ol
Mikrobia
Tanah rizosfer
Kontrol
Bakteri
Aktinomicetes
Fungi
Protozoa
Algae
1.200 x106
46 x 106
12 x 105
24 x 102
5 x 103
52 x 106
7 x 106
1 x 106
10 x 102
27 x 103

27. PERANAN MIKROBA DALAM
TANAH
 Untuk peningkatan kesuburan tanah
melalui fiksasi N2 dan siklus nutrien
 Sebagai agen pembusuk alami.
 Dalam teknologi kompos bioaktif
 Mikroba sebagai agen biokontrol

28. Daur Biogeokimia
Rangkaian perubahan bentuk unsurunsur kimia yang melibatkan komponenkomponen biotik dan abiotik dari
ekosistem

29. – Daur air, bukan daur Biogeokimia, karena
perubahan yang terjadi adalah perubahan fisis.
Copyright © 2002 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings

30. Daur Karbon
• 1) Kesetimbangan antara fotosintesis dan respirasi sel
• 2) Secara umum dan alami setimbang
• 3) Aktifitas manusia meningkatkan kandungan CO2 di
atmosfer
balanced

31. DAUR KARBON DAN OKSIGEN
fotosintesis
O2
p
es
r
i
as
ir
CO2
tumbuhan
MANUSIA/
BINATANG
INDUSTRI
SERESAH/
KOTORAN
PEMBAKARAN

32. Daur Nitrogen
Nitrogen memasuki ekosistem melalui 2
jalur alami.
Melalui hujan dan debu nitrogen.
Melalui fiksasi nitrogen, yang dilakukan oleh
mikroba prokariotik dengan kemampuan
mengubah N2 menjadi senyawa yang dapat
digunakan untuk mensintesis senyawa organik
bernitrogen seperti asam amino.

33. – Industri pupuk nitrogen kimiawi
menyumbang pada daur nitrogen di alam.
– Hasil dari fiksasi nitrogen adalah amonia,
yang di dalam tanah akan berubah
menjadi amonium setelah mengalami
penambahan ion H + (amonifikasi), yang
dapat digunakan oleh tanaman.
• Beberapa bakteri aerob dapat mengoksidasi amonium
menjadi nitrat, melalui proses yang disebut nitrifikasi.
• Beberapa bakteri dapat menggunakan oksigen dari
nitrat dan melepaskan N2 ke udara (denitrifikasi).

34. 
Oksidasi aminia menjadi nitrit dilakukan
oleh bakteri pengoksidasi aminia :
Nitrobacter, Nitrosococcus, Nitrocystis
2 NH3 + 3O2

2HNO2 + 2H2O
Oksidasi nitrit menjadi nitrat dilakukan
oleh mikrobia pengoksidasi nitrit :
Nitrobacter, Nitrospira, Penicillium,
Asperfillus, aktinomycetes ( Streptomyces
dan Nocordia )

35. 


Perubahan nitrat menjadi nitrit dan akhirnya
menjadi gas nitrogen disebut denitrifikasi
2NO3 2NO2 2 NO N2O
N2
Denitrifikasi dapat dilakukan oleh :
Pseudomonas, Thiobacillus,
Achromobacter dan Vibrio

36. • Sumber utama:
Daur Nitrogen
– atmosfer (80%)
– tanaman
– bahan organik
tanah

37. DAUR NITROGEN
SUMBER N: Udara (78%), seny.anorganik (NO3, NO2,
NH4), seny.organik (protein, urine).
Pengikatan N2 secara biologi dan kimiawi
N2
KILAT
tumbuhan
HUJAN
BINATANG
KOTORAN/SE
DEKOM
RESAH
POSISI
TUMBUHAN
TANAH
ORGANISME
PENAMBAT N
Secara Biologi: bakteri nonsimbiotik (5-20 kg ha-1th-1), Bakteri
simbiotik (400 kg ha-1 th-1)
Secara kimia: energi kilat menyatukan N dan O: NO2+hujan:HNO3

38. Bakteri penambat nitrogen
Bakteri penambat nitrogen
 Penambat Nitrogen non-simbiotik:
-Azotobacter, hidup di rhizosfer tanaman di lahan kering
-Clostridium, hidup di tanah tergenang/ tanah sawah
-Azospirillum, hidup di permukaan / dalam akar
-Cyanobacteria, BGA, hidup di tanah tergenang /tanah sawah
 Penambat Nitrogen simbiotik:
-Rhizobium- hidup dalam bintil akar leguminosae
-Anabaena azollae-hidup dalam daun Azolla pinnata


39. Daur Fosfor
– Organisme membutuhkan fosfor untuk
banyak hal.
– Daur fosfor lebih sederhana daripada
daur-daur lainnya karena daur fosfor tidak
melibatkan atmosfer.
• Fosfor hanya ada dalam bentuk fosfat, yang
diserap tanaman dan digunakan untuk sintesis
senyawa organik.
– Humus dan partikel tanah mengikat fosfat,
hal ini menyebabkan daur fosfat bersifat
lokal.
Copyright © 2002 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings

40. Daur Fosfor
• Sumber utama
– batuan
– Bahan organik
tanah
– tanaman
– PO4- dalam tanah
• Input: pelapukan
batuan
• Output: fiksasi mineral,
pelindian
+

41. DAUR FOSFOR
Diserap dalam bentuk: H2PO4-,HPO42-,PO43-.
Bahan baku: batuan fosfat.
BURUNG
GUANO
BATUAN
FOSFAT
tumbuhan
EROSI DAN
PENCUCIAN
IKAN
PERAIRAN/
LAUT
SERESAH
DEKOMPISISI
BINATANG
LIMBAH

42. Mikrobia pelarut fosfat (MPF)
terdiri dari:
(1) Bakteri Pelarut Fosfat (BPF), dan
(2) Fungi Pelarut

43. Manfaat Mikrobia Pelarut Fosfat
untuk Pertanian

Keberadaan mikrobia pelarut fosfat dalam zona
rhizosphere tanaman memberikan dua manfaat,
yaitu:
(1) mampu meningkatkan kelarutan
P norganik, dan
(2) Dapat menekan fiksasi P
dengan menonaktifkan Al3+ dan Fe2+ tanah.

44. Jamur Pelarut Fosfat
& Pengoksidasi Sulfur

45. Perubahan pada
Daur N dan P
• Masukan besar-besaran N
dan P tersedia oleh aktifitas
manusia melalui:
– Pemupukan dan erosi
– Limbah industri dan rumah
tangga
– Pembakaran bahan bakar
fosil - melepaskan NOx
– Penggundulan hutan
• Eutrofikasi
Sacramento River, Central Valley, CA

46. HUMAN IMPACTS
Eutrofikasi
1. Peningkatan kandungan N
and P tersedia
2. Perkembangan alga
meningkat (hijau)
3. Kematian alga
meningkatkan endapan
4. Peningkatan dekomposisi
5. Oksigen menurun
6. Kondisi anaerobik
membunuh ikan dan hewan
lain

47. Mikroba sebagai agen Biokontrol

Mengendalikan hama tanaman :
Bacillus thurigiensis, Bauveria bassiana
 Mengendalikan penyakit tanaman :
Trichoderma sp untuk mengendalikan Ganoderma
dan Phytoptora sp