- Meliputi perubahan/pergantian bentuk antaraOrganik Anorganik Larut Tidak larut

dan

1.

P terlarut dalam bentuk H2PO4PO43- (ortofosfat)

; HPO42-

;

2. P organik yang merupakan hasil pelapukan bahan organik dan m.o. tnh (Inositol fosfat, fosfolipid, asam nukleat, glukosa 1-fosfat, gliserofosfat, dan fosfoprotein 3. P anorganik yang terikat dengan Ca, Fe, Al dan unsur mikro lainnya, logam fosfat yang tidak larut

Sumber P dalam tanah : - hasil dekomposisi b.o. tnm - mikoorganisme - batuan fosfat

Bentuk P terlarut dlm tanah, berbeda tergantung pada pH tanah :

Pada pH 5 - 6 H2PO4Pada pH 6 - 7 HPO42Pada pH > 7 PO43

P Fixation in Soil

Insoluble Al Phosphates

Minimum Fixation = Maximum Availability

Insoluble Ca Phosphates

Soil pH is a critical factor

3

4

5

6

7

8

9

Soil pH

Ion terlarut

diikat oleh ion-ion Al3+ atau Fe3+ yang larut dalam air Al3+ + H2PO4- + H2O Al(OH)2 H2PO4 + 2H+mudah larut sukar larut

pengikatan oleh hidroksida Al atau FeOH OH + H2PO4OH Mudah larut Al OHOH + OHH2PO4 sukar larut

Al

Pengikatan oleh mineral liat tanah

Dalam kristal mudah larut Mineral liat

(Al)---+ H2PO4- + 2H2O

2H+ + Al(OH)2 H2PO4

Sukar larut

Ketersediaan P anorganik ditentukan oleh faktor-faktor :pH tanah Fe, Al, Ca, Mn, yang larut Tingkat dekomposisi bahan organik Kegiatan mikroorganisme

tanah

1. 2. 3. 4.

1. Mineralisasi senyawa P organik

2. Mengubah kelarutan senyawa P anorganik 3. Oksidasi atau reduksi senyawa P anorganik 4. Immobilisasi P

. 1. MINERALISASI P-ORGANIK

P organik

P anorganikm.o. (enzim : fosfatase)

- Mikroorganisme yang berperan :Fungi, Aktinomisetes

Bakteri,

(Aspergillus, Penicillium, Arthrobacter, Streptomyces, Pseudomonas, Bacillus, Flavobacterium)

O ROHPOH + H2O Fosfatase OH

O ROH + HOPOH OH

2.

KELARUTAN P-ANORGANIK- tidak tersedia untuk tanaman - sukar larut

-

(Ca, Fe, Al) fosfat :

- Mekanisme mikroorganisme dalam melarutkan P tanah yang terikat, karena asam-asam organik yang dihasilkan akan bereaksi dengan AlPO4, dan FePO4, dari reaksi tersebut terbentuk khelat organik dengan Al dan Fe

OH

OHasam organik

Al

OH + H2PO4

Al

OH

+ H2PO4-

asam organik

Mikroorganisme yang berperan dalam proses pelarutan fosfor ini antara lain : dari kelompok bakteri : Pseudomonas, Bacillus, Mycobacterium, Micrococcus disebut phosphobacteria dari kelompok fungi : Penicillium, Aspergillus, Fusarium, Sclerotium.

- as. Organik tsb adalah : asam : Format, Asetat,propionat, laktat, glikolat, fumarat, suksinat, sitrat, tartat, ketobutirat. asam anorganik yang dapat berperan pelarutan P adalah : as. Nitrat, nitrit, sulfat. dalam

-

P dalam tanah dalam bentuk anorganik yang relatif tidak larut adalah berupa Ca3(PO4)2 , garam ini dapat dilarutkan oleh as. nitrat, as. Sulfat atau oleh asam organik : as. Oksalat, fumarat, asetat

Pseudomonas pseudoalcaligen es

Bacillus subtilis

Aspergillus niger

Mekanisme Mineralisasi dan Pelarutan P

ROPOH

O H-

OH2O

FosfataseRO H HOPOH

O H-

O H-

Al3+

O HO HH2PO4-

Asam organik Al3+

O H-

O H-

H2PO4-

3. OKSIDASI REDUKSI PA. Oksidasi : HPO32(fosfit)

HPO42(fosfat)

- yang berperan : m.o. heterotrof : menggunakan fosfit sebagaisumber P

B. Reduksi :2H 2H

H3PO4

H3PO3

H3PO2

-

m.o. yang berperan : anaerob, fakultatif

fosfat berfungsi sbg : aseptor elektronReduksi P dihambat oleh : Nitrat dan Sulfat , karena N & S akan lebih dulu digunakan sebagai aseptor elektron m.o. : Clostridium, E. coli

4.-

IMMOBOLISASI Pseny. Kompleks P dalam sel

Transformasi P-anorganik Kandungan P dalam fungi dalam Bakteri

-

: 0.5 - 1 % berat kering : 13 %

Sumber : Fitriatin dkk., 2006

Mykes: mushroom, jamur - rhiza: akar DEFINISI: simbiosis mutualistik non patogenik antara fungi dengan akar tanaman tinggi. JENIS MIKORIZA: Ektomikoriza (forest tree), Endomikoriza (crop plant) dan Ektendomikoriza

MIKORIZA (Mycorrhiza)

Tipe infeksinya terjadi di dalam sel. Dicirikan dengan dibentuknya vesikula dan arbuskula MVA.

PERAN MVA 1. Peningkatan rizosfir 2. Penyerapan nutrisi oleh inang 3. Peran dalam kondisi tanah yang berbeda (salinitas) 4. Agregasi tanah 5. Mengatasi stres klimatik 6. Interaksi dengan mikroorganisme lain 7. Pengendalian mikroba penyebab penyakit

Kiri: Tanpa Mycorhiza Kanan: Dengan mycorhiza

Pertumbuhan lebih baik: Perlindungan akar dari penyakit tanaman Perluasan area penyerapan akar

Pertumbuhan Tanaman jagung yang dipengaruhi MPF dan MVA

kontrol

BPF

JPF

MPF +MVA

28 HST

Sumber : Fitriatin dkk., 2007

Nitrogen untuk produksi asam amino, protein, dan asam nukleat. Proses-proses utama yang terjadi dalam transformasi N : - Fiksasi nitrogen - Nitrifikasi - DenitrifikasiN diserap tnm NO3 -/ NH4+ Dlm tanah N tersedia dalam bentuk organik sehingga harus diubah ke bentuk Amonium (Amonifikasi) kemudian ke bentuk nitrat (Nitrifikasi)

Adalah proses pembentukkan NH3 (amonia) dari seny. Organik (asam amino)Senyawa organik amonium

Bacillus, Clostridium, Pseudomonas

Proses pembentukkan nitrat dari NH3

Nitrifikasi terjadi melalui dua tahap :

1. Oksidasi amonia menjadi nitrit oleh : Nitrosomonas,Nitrosococcus

2NH3 + 3O2 2 HNO3 + 2 H2O H+ + NO2Amonia as. Nitrous ionisasi

ion nitrit

2. Oksidasi nitrit menjadi nitrat oleh : Nitrobacter, Nitrococcus danNitrospina

NO2- + O2Ion nitrit

NO3-

ion nitrat

Bakteri Nitrifikasi NH4+ -----> NO2- -----> NO3NitrosomonasNitrosomonas

Nitrobacter

NItrobacter

N2nitrogenase

ammonia

N2 + 6H+ + 6e- + 12 ATP

2 NH3 + 12 ADP + 12 Pi

Free living (non simbiotik) :Azotobacter sp., Azospirillum sp., Acetobacter diazotrophicus

Simbiotik :Leguminose dan Rhizobia Frankia dan Aktinomisetes Azolla dan Cyanobacterium (Blue Green Algae)

Dari hubungan interaksi ini NH3

TanamanFotosintat

Rhizobia

Blue green algae (pemfiksasi N) simbion pada tanaman Azolla (Anabaena azollae)

Proses reduksi NO3 (nitrat) menjadi N2 2NO3 2NO2 2NO N2O N2 Dapat terjadi secara : - Biologis : oleh bakteri

Bacillus, Pseudomonas, Achromobacter, Micrococcus.: akibat adanya penambahan garam amoniumCO2 + 3H2O + N2

- Kimia

2HNo2 + CO(NH2)2

1 Mineral Tanah: a. berasal dari residu tanaman, limbah hewan pupuk kimia, dan hujan b. banyak pada tanah dengan curah hujan rendah (CaSO4. MgSO4. Na2SO4) c. lapisan bawah tanah dan tanah rawa (FeS, FeS2 (pyrit), H2S) d sulfida besi, sulfida tembaga, sulfat, elemen S. 2 Belerang dalam atmosfir (dalam bentuk SO, SO 2) a. bentuk ini dapat langsung diserap tanah b. terdistribusi melalui aliran air hujan

3 Belerang yang terikat secara organik (ikatan C-O-S), misalnya chlorin sulfat

1. Mineralisasi S organik menjadi asam amino dan

ikatan S-H2. Immobilisasi/Asimilasi 3. Oksidasi sulfur 4. Reduksi sulfat

Mineralisasi merupakan kelanjutan dari proses dekomposisi molekul besar menjadi unit yang lebih kecil menjadi senyawa inorganik Tanaman menggunakan sulfur dalam bentuk sulfat untuk membentuk asam amino yang merupakan komponen penting dari beberapa protein, ketika tanaman mati, mikroorganisme tanah mendegradasi protein menghasilkan asam amino. Enzim yang berperan dinamakan desulfurase. Bahan baku sulfur yang dimineralisasi dalam bentuk sistein, metionin, taurin, vitamin B, biotin, asam lipoit, tiosulfat, dan tiosianat sehingga menghasilkan bentuk SO3 dan SO4 yang dapat diserap oleh tanaman.

a. Adanya oksigen (O2) dan keadaan aerob: reaksi lebih cepat. b. Temperatur : mesofil c. Kelembapan : relatif rendah dan tidak tergenang d. pH : netral, jika dalam keadaan asam pelepasan sulfat lambat e. Adanya asam amino: mineralisasi lebih cepatJenis mikroba yang berperan : Penicillium, Aspergillus,

Mikrosporus

Senyawa sederhana S diimobilisasi ke dalam sel mikroba (bakteri, fungi, aktinomiset) sebanyak 0.11% berat kering. Jika kandungan S pada bahan organik rendah, maka akan dimobilisasi untuk kebutuhan mo. Rasio C : S yang baik untuk terjadinya imobilisasi biasanya berkisar antara 200:1 sampai 400:1.

Sulfida elemen S, tiosulfat dioksidasi menjadi sulfat inorganik. Sulfur dalam bentuk elemental tidak dapat digunakan oleh tanaman atau hewan, tetapi beberapa mo (bakteri dan fungi) dapat mengoksidasinya menjadi sulfat (SO42-)

Mikroba yang berperan :Bakteri : Thiobacillus (utama), Sulfolobus, Arthrobacter, Bacillus, Flavobacterium, Pseudomonas, Fungi : Streptomyces, Aspergillus, Penicillium, Microsporum. a. Thiobacillus thiooxidans: bakteri khemoautotrof, pada pH