TUGAS MATA KULIAH KESUBURAN TANAH DAN PEMUPUKAN REPSIRASI TANAH DALAM MENINGKATKAN KUALITAS TANAHDISUSUN OLEH :MOH ALI WAFA (131510501230)

PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS JEMBER

2015BAB 1 PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang

Tanah adalah lapisan permukaan bumi yang secara fisik berfungsi sebagai tempat tumbuh & berkembangnya perakaran penopang tegak tumbuhnya tanaman dan menyuplai kebutuhan air dan udara; secara kimiawi berfungsi sebagai gudang dan penyuplai hara atau nutrisi senyawa organik dan anorganik sederhana dan unsur-unsur esensial seperti: N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Zn, Fe, Mn, B, Cl; dan secara biologi berfungsi sebagai habitat biota organisme yang berpartisipasi aktif dalam penyediaan hara tersebut dan zat-zat aditif pemacu tumbuh, proteksi bagi tanaman, yang ketiganya secara integral mampu menunjang produktivitas tanah untuk menghasilkan biomass dan produksi baik tanaman pangan, tanaman obat-obatan, industri perkebunan, maupun kehutanan. Tanah merupakan suatu komponen penting dalam modal dasar pertanian. Sifat, ciri dan tingkat kesuburan produktivitas-nya, tanah sangat dipengaruhi oleh sifat kimia,fisika dan biologi tanah. Biologi tanah adalah ilmu yang mempelajari mahluk-mahluk hidup didalam tanah. Karena ada bagian-bagian hidup di dalam tanah, maka tanah itu disebut sebagai Living System contohnya akar tanaman dan organisme lainnya di dalam tanah. Tanah dihuni oleh bermacam-macam mikroorganisme. Jumlah tiap grup mikroorganisme sangat bervariasi, ada yang terdiri dari beberapa individu, akan tetapi ada pula yang jumlahnya mencapai jutaan per gram tanah.

Mikroorganisme tanah itu sendirilah yang bertanggung jawab atas pelapukan bahan organik dan pendauran unsur hara. Besarnya jumlahnya mikroorganisme dalam tanah merupakan salah satu faktor penentu subur tidaknya suatu tanah. Semakin banyak mikroorganisme yang terkandung, maka semakin subur suatu tanah tersebut. Hal ini dikarenakan bahan organik yang ada di dalam tanah hanya dapat didekomposisikan oleh mikroorganisme-mikroorganisme yang menyumbangkan nutrisi-nutrisi yang dibutuhkan oleh tumbuhan serta dapat memperbaiki kondisi tanah. Salah satu cara untuk menghitung jumlah populasi dari mikroorganisme tanah tersebut adalah dengan mengukur respirasi tanahnya. Ketika semakin besar respirasi tanahnya maka jumlah mikroorganisme yang terkandung dalam tanah tersebut pun semakin besar. jumlah total mikroorganisme yang terdapat didalam tanah digunakan sebagai indeks kesuburan tanah fertility indeks, tanpa mempertimbangkan hal-hal lain.

Tanah yang subur mengandung sejumlah mikroorganisme, populasi yang tinggi ini menggambarkan adanya suplai makanan atau energi yang cukup ditambah lagi dengan temperatur yang sesuai, ketersediaan air yang cukup, kondisi ekologi lain yang mendukung perkembangan mikroorganisme pada tanah tersebut. Jumlah mikroorganisme sangat berguna dalam menentukan tempat organisme dalam hubungannya dengan sistem perakaran, sisa bahan organik dan kedalaman profil tanah.

Besarnya jumlahnya mikroorganisme dalam tanah merupakan salah satu faktor penentu subur tidaknya suatu tanah. Semakin banyak mikroorganisme yang terkandung, maka semakin subur suatu tanah tersebut. Hal ini dikarenakan bahan organik yang ada di dalam tanah hanya dapat didekomposisikan oleh mikroorganisme-mikroorganisme yang menyumbangkan nutrisi-nutrisi yang dibutuhkan oleh tumbuhan serta dapat memperbaiki kondisi tanah. Salah satu cara untuk menghitung jumlah populasi dari mikroorganisme tanah tersebut adalah dengan mengukur respirasi tanahnya. Ketika semakin besar respirasi tanahnya maka jumlah mikroorganisme yang terkandung dalam tanah tersebut pun semakin besar.Respirasi tanah, yang melepaskan gas CO2 ke atmosfir, merupakan proses oksidasi biologis dari senyawa organik yang berasal dari akar dan organ/bagian lain tanaman serasah, dahan dan ranting mati, batang mati di dalam dan permukaan tanah yang dilakukan oleh mikroorganisme yang hidup di dalam tanah. Proses ini dilakukan oleh mikroorganisme untuk mendapatkan energi dan metabolit untuk keperluan pemeliharaan dan pertumbuhannya. Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen Respirasi tanah merupakan pencerminan aktivitas mikroorganisme tanah (Maysaroh, 2011).

1.2 Tujuan

Makalah ini bertujuan untuk mengetahui tentang kegiatan repsirasi tanah dalam meningkatkan kualitas tanah dengan respirasi tanah.1.3 Manfaat

Mengetahui kegiatan respirasi tanah dan jumlah mikroorganisme dalam tanah

1.4 Rumusan Masalah

1.Apa yang dimaksud dengan respirasi pada tanah.

2.Bagaimana hubungan antara respirasi tanah terhadap kualitas tanah.

3.Apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi respirasi pada tanah.

BAB 2 PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Respirasi tanah

Aktivitas biologi tanah telah lama dikenal sebagai penanda ataupun sebagai indikator kesuburan tanah. Respirasi tanah lebih dapat merefleksikan keberadaan kehidupan atau aktivitas mikroba tanah, dibanding estimasi total C mikroba ditanah. hasil proses dekomposisi digunakan organisme untuk membangun tubuh, akan tetapi terutama digunakan sebagai sumber energi atau sumber karbon utama, dimana proses dekomposisi dapat berlangsung dengan mediasi mikroorganisme, sehingga mikroorganisme merupakan tenaga penggerak dalam respirasi tanah. Respirasi tanah merupakan oksidasi biologi dari senyawa organik pada mikroorganisme, akar, organ atau bagian lain dari tumbuhan serta organisme yang hidup pada tanah dengan energi untuk pemeliharaan, pertumbuhan dan pengambilan bahan nutrien aktif (Amstrong 1979; Drew 1990 di jelaskan dalam Simojoki A 2001). Respirasi tanah merupakan indikator yang sensitif dan penting pada suatu ekosistem, termasuk aktivitas yang berkenaan dengan proses metabolisme di tanah, pembusukan sisa tanaman pada tanah, dan konversi bahan organik tanah menjadi CO2. Irawan, A. dan Tania J. 2011. Menunjukkan respirasi dari tanah yang lembab dua sampai tiga kali lebih besar dibandingkan tanah yang kering. Peningkatan respirasi tanah dengan meningkatnya suhu tanah juga banyak dilaporkan. Respirasi tanah juga dipengaruhi oleh jenis tumbuhan yang hidup di atasnya.Respirasi tanah dengan mengetahui kadar CO2 atau konsumsi O2 adalah salah satu pengukuran yang paling mudah, paling umum dan paling banyak digunakan sebagai parameter untuk mengukur dekomposisi senyawa organic didalam tanah. Hal tersebut sangat bergantung dari banyaknya faktor abiotic dan faktor biotik yang mana dapat menjaga perbandingan kadar mikroflora tanah yang berperan dalam tingkat respirasi (Verma,et all.,2010)

Respirasi tanah merupakan salah satu hal yang penting yang berkaitan dengan perubahan iklim dan pemanasan global di masa depan. Respirasi tanah yang berkaitan dengan suhu tanah digunakan sebagai salah satu kunci karakteristik tanah atau bahan organik dan bertanggung jawab dalam pemanasan global (Subke dan Bahn 2010).2.2 Respirasi Tanah dengan Kualitas Tanah

Mekanisme respirasi tanah tidak lepas dari organisme yang hidup di dalamnya. Tanah melepaskan CO2 dari aktivitas organisme yang berada di tanah. Seperti yang dinyatakan oleh (Amstrong 1979; Drew 1990 dijelaskan dalam Simojoki A 2001). Bahwa respirasi tanah merupakan oksidasi biologi dari senyawa organik pada mikroorganisme, akar, organ atau bagian lain dari tumbuhan serta organisme yang hidup pada tanah dengan energi untuk pemeliharaan, pertumbuhan dan pengambilan bahan nutrien aktif. Respirasi tanah merupakan indikator yang sensitif dan penting pada suatu ekosistem, termasuk aktivitas yang berkenaan dengan proses metabolisme di tanah, pembusukan sisa tanaman pada tanah, dan konversi bahan organik tanah menjadi CO2. Seperti yang telah dikatakan sebelumnya respirasi tanah ini tidak lepas dari proses dekomposisi bahan organik. Berikut merupakan kurva yang menggambarkan proses dekomposisi bahan organik pada tanah.Gambar 1 Kurva proses dekomposisi

Selama fase pertama, peluluhan sel yang dapat terlarutkan merupakan proses yang utama. Sampah yang relatif masih baru dapat mengalami kehilangan 5% dari massanya dalam tempo 24 jam hanya dikarenakan proses peluluhan ini sendiri.Fase kedua dari dekomposisi terjadi lebih lambat dan melibatkan kombinasi dari proses fragmentasi oleh hewan tanah, perubahan kimia oleh mikroba tanah, serta peluluhan produk pembusukan dari sampah. Model eksponensial dari proses dekomposisi umumnya diterapkan terutama untuk fase kedua ini.

Fase akhir dari proses dekomposisi terjadi dengan tempo sangat lambat serta melibatkan perubahan kimia dari bahan organik yang tercampur dengan tanah mineral dan peluluhan produk yang teruraikan ke lapisan tanah lainnya. Proses dekomposisi selama fase akhir ini sering diperkirakan melalui pengukuran respirasi tanah atau isotop pelacak.

Penguraian bahan organik dengan bantuan oksigen menghasilkan produk CO2.Produksi CO2 dalam tanah dihasilkan melalui proses oksidasi bahan organik tanah oleh mikroorganisme dan organ lainnya melalui respirasi akar tanaman (Saraswati, dkk. 2000)Proses oksidasi bahan organik oleh organisme dapat dilihat dari reaksi sebagai berikut :

Oksidasi bahan organik diatas disebut oksidasi enzimatik, yaitu oksidasi yang melibatkan mikroorganisme, hasil utamanya berupa CO2, air dan energi. Pada tanah mineral, emisi CO2 dari tanah akan semakin tinggi pada kedalaman tanah yang dangkal, hal ini disebabkan jumlah akar dan bahan organik akan berkurang dengan semakin dalamnya tanah (Simojoki A 2001).

Gambar2. Hubungan mekanisme respirasi tanah dengan komponen lainnya

Aktivitas biologi tanah telah lama diketahui sebagai penanda ataupun sebagai indikator kesuburan tanah. Respirasi tanah lebih dapat merefleksikan keberadaan kehidupan atau aktivitas mikroba tanah, dibanding estimasi total C mikroba ditanah.

Pengaruh kadar air terhadap aktivitas mikroorganisme dapat terjadi secara langsung maupun tidak langsung. Secara langsung kadar air berpengaruh terhadap kondisi resirkulasi udara untuk ketersediaan oksigen dalam tanah. Pada kondisi air yang berlebihan akan menciptakan agregat tanah yang kecil dan kompak. Pada kondisi ini kandungan pori-pori mikro tanah sangat sedikit, padahal melalui pori-pori ini mikro air dapat bergerak bebas.Akibatnya tanah tidak memberi ruang bagi ketersediaan oksigen dikarenakan pori-pori tanah yang terisiair.

Makro organisme dan mikro organisme tanah sangat berperan dalam proses dekomposisi, mulai dari merombak zat sisa menjadi elemen yang lebih kecil ataupun mengeluarkan enzim untuk penguraian yang lebih sederhana lagi dekomposer. Makro fauna berperan sebagai detritus secara fisika memecah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil ataupun kimia dengan memakannya dan mengeluarkannya sebagai feses, contohnya saja Colembolla, Acarina, cacing tanah. Kemudian mikrofauna seperti bakteri, aktinomicetes dan mikrofungi sebagai dekomposer yang mendegradasi lignin ataupun selulosa bahan sisa yang sebelumnya telah terurai.

Respirasi tanah diukur sebagai fluks CO2 dari tanah, dan berasal dari respirasi autotrofik dan heterotrofik.CO2 dalam respirasi autotrofik misalnya dari respirasi akar dan mikoriza yang terkait erat dengan laju fotosintesis.CO2 dalam respirasi heterotrofik berasal dari metabolisme mikroorganisme tanah dan fauna tanah. Respirasi heterotrofik merupakan proses respirasi yang memiliki kaitan erat dengan perubahan suhu (Virma et al. 2010).

Aktivitas enzim dalam tanah bergantung pada komposisi komunitas mikroba dan sifat dari matriks tanah.Komposisi dari komunitas mikroba berperan sangat penting karena komposisi tersebut sangat berpengaruh terhadap jenis dan tingkat produksi enzim. Enzim-enzim yang terlibat di dalam proses-proses yang hanya terjadi dalam lingkungan tertentu, seperti proses denitrifikasi atau produksi metana dan oksidasi, tampak lebih sensitif terhadap komposisi komunitas mikroba ini.

Penguraian komponen lignin membutuhkan proses yang perlahan-lahan dikarenakan hanya beberapa organisme mikroba terutama fungi, yang memproduksi enzim yang diperlukan pada proses ini dan mikroba inipun hanya menghasilkan enzim apabila substrat yang lebih labil lainnya sudah tidak tersedia. Lignin terbentuk secara non-enzimatik oleh reaksi kondensasi dengan fenol serta radikal bebas menciptakan struktur tidak beraturan yang tidak sesuai dengan spesifikasi untuk teruraikan oleh enzim-enzim pada umumnya.

Kualitas tanah biasanya diukur dengan tingkat respirasi tanah ini. Respirasi tanah menandakan terdapatnya aktivitas organisme dalam tanah.Semakin aktif organisme dalam tanah tingkat respirasinya semakin baik. Pada lahan yang kurang baik, dapat diperbaiki dengan peningkatan mutu tanah. Produksi CO2 akan menurun dengan adanya pengasaman, karena difusi gas terhambat dan penambahan pupuk N yang dapat menurunkan respirasi mikroorganisme dalam tanah (Maysaroh, 2011).2.3 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Respirasi Tanah

Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi respirasi tanah, diantaranya yaitu:

a. Kadar Air

Pengaruh kadar air terhadap aktivitas mikroorganisme dapat terjadi secara langsung maupun tidak langsung. Secara langsung kadar air berpengaruh terhadap kondisi resirkulasi udara untuk ketersediaan oksigen dalam tanah.b. Oksigen

Kurangnya oksigen mendorong aktivitas mikroorganisme pendekomposisi bekerja pada kondisi anaerob. pada kondisi yang anaerob, pelepasan CO2 terutama berasal dari proses dekomposisi material organic secara anaerob yaitu melalui proses fermentasi. Pada umumnya dekomposisi material organik secara aerob lebih cepat daripada dekomposisi material organic secara anaerob.c. Suhu dan Kelembaban

Respirasi tanah dilakukan oleh mikroorganisme tanah baik berupa bakteri maupun cendawan. Interaksi antara mikroba dengan lingkungan fisik di sekitarnya mempengaruhi kemampuannya dalam respirasi, tumbuh, dan membelah. Salah satu faktor lingkungan fisik tersebut adalah kelembapan tanah yang berkaitan erat dengan respirasi tanah.d. Kadar bahan organik

Keberadaan bahan organik tanah, kadar C-organik dan rasio C : N merupakan faktor utama dalam proses dekomposisi tanah. penambahan sejumlah sisa-sisa tanaman dewasa (sisa organik) ke dalam tanah bagi perombakan mikrobial yang berisi 50% karbon dan 1% nitrogen, akan menghasilkan kenaikan aktivitas mikrobial yang lebih besar. Hal ini ditandai dengan tingginya CO2 yang dihasilkan.

BAB 3 KESIMPULAN1. Respirasi tanah adalah oksidasi biologi dari senyawa organik pada mikroorganisme, akar, organ atau bagian lain dari tumbuhan serta organisme yang hidup pada tanah dengan energi untuk pemeliharaan, pertumbuhan dan pengambilan bahan nutrien aktif.2. Kualitas tanah memiliki hubungan dengan tingkat respirasi tanah, karena respirasi tanah menandakan terdapatnya aktivitas organisme dalam tanah, semakin aktif organisme dalam tanah maka tingkat respirasinya semakin baik, sedangkan pada lahan yang kurang baik diperlukan peningkatan mutu tanah dengan meningkatkan tingkat respirasi dengan bakteri genus Pseudomonas sp., Bacillus sp., dan Streptomyces sp.

3. Faktor-faktor yang mempengaruhi respirasi pada tanah yaitu kadar air, oksigen, bahan organik, suhu dan kelembaban.DAFTAR PUSTAKA

Irawan, A. dan Tania J. 2011. Hubungan Iklim Mikro Dan Bahan Organik Tanah Dengan Emisi CO2 Dari Permukaan Tanah Di Hutan Alam Babahaleka Taman Nasional Lore Lindu, Sulawesi Tengah. J. Agromet. 25 (1): 1-8.

Maysaroh. 2011. Hubungan Kualitas Bahan Organik Tanah Dan Laju Respirasi Tanah di beberapa Lahan Budidaya. Bogor : IPB, BiologiSaraswati, R., Santosa, E., Yuniarti, E.. 2000. Organisme Perombak Bahan Organik. Pupuk Organik dan Pupuk Hayati (211).Simojoki, A. 2001. Oxygen Supply To Plant Roots In Cultivated Mineral Soils. Doctoral Dissertation. Department of Applied Chemistry and Microbiology, University of Helsinki.

Subke JA, Bahn M. 2010. On The Temperature Sensitivity Of Soil Respiration: Can we use the immeasurable to predict the unknown?. Soil Biology & Biochemistry 42: 1653-1656.Verma, et al. 2010. Effect Of Heavy Metals On Soil Respiration During Decomposition Of Sugarcane (Saccharum officinarum L.) trash in different soils. Plant Soil Envronment., 56, 2010 (2): 7681.