BAHAN ORGANIK TANAH

BAHAN ORGANIK TANAH

Tanah adalah benda alam yang tersusun atas padatan (mineral dan bahan organik), cairan, dan gas yang menempati permukaan daratan, dan dicirikan oleh horizon-horizon atau lapisan-lapisan yang dapat dibedakan dari bahan asalnya sebagai hasil dari proses penambahan, penghilangan, pemindahan, dan transformasi energi dan materi, yang memiliki kemampuan mendukung tanaman berakar di dalam lingkungan alami (Soil Survey Staff 1998). Menurut Soepardi (1983), tanah yang baik untuk pertumbuhan tanaman mengandung 45% bahan mineral, 5% bahan organik, 20-30% gas/udara, dan 20-30% cairan/air.

Bahan organik merupakan salah satu penyusun tanah yang berperan penting dalam merekatkan butiran tanah primer menjadi butiran sekunder untuk membentuk agregat tanah yang mantap. Kondisi seperti ini besar pengaruhnya pada porositas, penyimpanan dan penyediaan air, aerasi, dan suhu tanah. Bahan organik dengan C/N tinggi, seperti jerami dan sekam berpengaruh besar terhadap perbaikan sifat fisika tanah. Bahan organik memiliki peran penting seperti: (1) penyedia hara makro (N, P, K, Ca, Mg, dan S) dan hara mikro (Zn, Cu, Mo, Co, B, Mn, dan Fe), meskipun jumlahnya relative sedikit; (2) meningkatkan kapasitas tukar kation; dan (3) dapat membentuk senyawa kompleks dengan ion logam yang meracuni tanaman seperti Al, Fe, dan Mn (Suriadikarta dan Simanungkalit 2006). Bahan organik juga merupakan sumber energi bagi kehidupan organisme tanah yang menjalankan berbagai proses penting di dalam tanah.

Keberadaan bahan organik di dalam tanah ditunjukkan oleh lapisan berwarna gelap atau hitam, biasanya pada lapisan atas setebal 10-15 cm. Jumlah dan ketebalan lapisan atas ini bergantung pada proses yang terjadi seperti pelapukan, penambahan, mineralisasi, erosi, pembongkaran dan pencucian (leaching), serta pengaruh lingkungan seperti drainase, kelembapan, suhu, ketinggian tempat, dan keadaan geologi (Suhardjo et al. 1993).

Bahan organik tanah merupakan penimbunan dari sisa-sisa tanaman dan binatang yang sebagian telah mengalami pelapukan dan pembentukan kembali. Bahan organik demikian berada dalam pelapukan aktif dan menjadi mangsa serangan jasad mikro. Sebagai akibatnya bahan tersebut berubah terus dan tidak mantap sehingga harus selalu diperbaharui melalui penambahan sisa-sisa tanaman atau binatang.

Adapun sumber primer bahan organik adalah jaringan tanaman berupa akar, batang, ranting, daun, dan buah. Bahan organik dihasilkan oleh tumbuhan melalui proses fotosintesis sehingga unsur karbon merupakan penyusun utama dari bahan organik tersebut. Unsur karbon ini berada dalam bentuk senyawa-senyawa polisakarida, seperti selulosa, hemiselulosa, pati, dan bahan- bahan pektin dan lignin. Selain itu nitrogen merupakan unsur yang paling banyak terakumulasi dalam bahan organik karena merupakan unsur yang penting dalam sel mikroba yang terlibat dalam proses perombakan bahan organik tanah. Jaringan tanaman ini akan mengalami dekomposisi dan akan terangkut ke lapisan bawah serta diinkorporasikan dengan tanah. Tumbuhan tidak saja sumber bahan organik, tetapi sumber bahan organik dari seluruh makhluk hidup.

Sumber sekunder bahan organik adalah fauna. Fauna terlebih dahulu harus menggunakan bahan organik tanaman setelah itu barulah menyumbangkan pula bahan  organik.  Perbedaan sumber bahan organik tanah tersebut akan memberikan perbedaan pengaruh yang disumbangkannya ke dalam tanah. Hal itu berkaitan erat dengan komposisi atau susunan dari bahan organik tersebut. Kandungan bahan organik dalam setiap jenis tanah tidak sama. Hal ini tergantung dari beberapa hal yaitu; tipe vegetasi yang ada di daerah tersebut, populasi mikroba tanah, keadaan drainase tanah, curah hujan, suhu, dan pengelolaan tanah. Komposisi atau susunan jaringan tumbuhan akan jauh berbeda dengan jaringan binatang. Pada umumnya jaringan binatang akan lebih cepat hancur daripada jaringan tumbuhan. Jaringan tumbuhan sebagian besar tersusun dari air yang beragam dari 60-90% dan rata-rata sekitar 75%. Bagian padatan sekitar 25% dari hidrat arang 60%, protein 10%, lignin 10-30% dan lemak 1-8%. Ditinjau dari susunan unsur karbon merupakan bagian yang terbesar (44%) disusul oleh oksigen (40%), hidrogen dan abu masing-masing sekitar 8%. Susunan abu itu sendiri terdiri dari seluruh unsur hara yang diserap dan diperlukan tanaman kecuali C, H dan O.

v  Pengaruh Bahan Organik Terhadap Produksi Tanaman

Bahan organik merupakan perekat butiran lepas dan sumber utama nitrogen, fosfor dan belerang. Bahan organik cenderung mampu meningkatkan jumlah air yang dapat ditahan di dalam tanah dan jumlah air yang tersedia pada tanaman. Akhirnya bahan organik merupakan sumber energi bagi jasad mikro. Tanpa bahan organik semua kegiatan biokimia akan terhenti (Doeswono, 1983).

Bahan organik merupakan bahan penting dalam menciptakan kesuburan tanah, baik secara fisika, kimia maupun dari segi biologi tanah. Bahan organik adalah bahan pemantap agregat tanah yang sangat baik. dan merupakan sumber dari unsur hara tumbuhan. Disamping itu bahan organik adalah sumber energi dari sebagian besar organisme tanah. Bahan organik dapat diperoleh dari residu tanaman sepert akar, batang, daun yang gugur, yang dikembalikan ke tanah. 5% tetapi pengaruhnya terhadap sifat-sifat tanah besar sekali.

Adapun fungsi dari bahan organik yaitu :

1.      Sebagai granulator, yaitu memperbaiki struktur tanah.

2.      Sumber unsur hara N, P, S, unsur mikro dan lain-lain.

3.      Menambah kemampuan tanah untuk menahan air.

4.      Menambah kemampuan tanah untuk menahan unsur- unsur hara (Kapasitas tukar kation tanah menjadi tinggi).

5.      Sumber energi bagi mikroorganisme.

Bahan organik tidak mutlak dibutuhkan di dalam nutrisi tanaman, tetapi untuk nutrisi tanaman yang efisien, peranannya tidak boleh ditawar lagi. Sumbangan bahan organik terhadap pertumbuhan tanaman merupakan pengaruhnya terhadap sifat-sifat fisik, kimia dan biologis dari tanah. Mereka memiliki peranan kimia di dalam menyediakan N, P dan S untuk tanaman peranan biologis di dalam mempengaruhi aktifitas organisme mikroflora dan mikrofauna, serta peranan fisik di dalam memperbaiki struktur tanah dan lainnya.

Bahan organik memainkan beberapa peranan penting di tanah. Sebab bahan organik berasal dari tanaman yang tertinggal, berisi unsur-unsur hara yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman. Bahan organik mempengaruhi struktur tanah dan cenderung untuk menjaga menaikkan kondisi fisik yang diinginkan. Hewan-hewan tanah tergantung pada bahan organik untuk makanan dan mendukung kondisi fisik yang diinginkan dengan mencampur tanah membentuk alur-alur. Sejak perang dunia ke dua, terdapat suatu peningkatan yang besar hasil tanaman pada beberapa negara. Hasil tanaman yang lebih besar terutama dimana hanya biji-bijian saja yang dipanen, sisa - sisa tanamna lebih banyak dikembalikan ke lahan dan disini lebih banyak penutupan oleh tanaman selama musim pertumbuhan.

Menurut Hakim (1986), faktor-faktor penting yang mempengaruhi kadar bahan organik dan nitrogen tanah yaitu :

1.      Kedalaman tanah

Kedalaman lapisan menentukan kadar bahan organik dan N. Kadar bahan organik terbanyak ditemukan di lapisan atas setebal 20 cm (15-20%). Semakin ke bawah kadar bahan organik semakin berkurang. Hal itu disebabkan akumulasi bahan organik memang terkonsentrasi di lapisan atas.

2.      Iklim

Faktor iklim yang berpengaruh adalah suhu dan curah hujan. Makin ke daerah dingin, kadar bahan organik dan N makin tinggi. Pada kondisi yang sama kadar bahan organik dan N bertambah 2 hingga 3 kali tiap suhu tahunan rata-rata turun 100C. bila kelembaban efektif meningkat, kadar bahan organik dan N juga bertambah. Hal itu menunjukkan suatu hambatan kegiatan organisme tanah.

3.      Tekstur tanah

Tekstur tanah juga cukup berperan, makin tinggi jumlah liat maka makin tinggi kadar bahan organik dan N tanah, bila kondisi lainnya sama. Tanah berpasir memungkinkan oksidasi yang baik sehingga bahan organik cepat habis.

4.      Drainase

Pada tanah dengan drainase buruk, dimana air berlebih, oksidasi terhambat karena kondisi aerasi yang buruk. Hal ini menyebabkan kadar bahan organik dan N tinggi daripada tanah berdrainase baik. Disamping itu vegetasi penutup tanah dan adanya kapur dalam tanah juga mempengaruhi kadar bahan organik tanah. Vegetasi hutan akan berbeda dengan padang rumput dan tanah pertanian.

Bahan organik berperan penting untuk menciptakan kesuburan tanah. Peranan bahan organik bagi tanah adalah dalam kaitannya dengan perubahan sifat-sifat tanah, yaitu sifat fisik, biologis, dan sifat kimia tanah. Bahan organik merupakan pembentuk granulasi dalam tanah dan sangat penting dalam pembentukan agregat tanah yang stabil. Bahan organik adalah bahan pemantap agregat tanah yang tiada taranya. Melalui penambahan bahan organik, tanah yang tadinya berat menjadi berstruktur remah yang relatif lebih ringan. Pergerakan air secara vertikal atau infiltrasi dapat diperbaiki dan tanah dapat menyerap air lebih cepat sehingga aliran permukaan dan erosi diperkecil. Demikian pula dengan aerasi tanah yang menjadi lebih baik karena ruang pori tanah (porositas) bertambah akibat terbentuknya agregat.

v  Pengaruh Bahan Organik pada Sifat Fisika Tanah

Meningkatkan kemampuan tanah menahan air. Hal ini dapat dikaitkan dengan sifat polaritas air yang bermuatan negatif dan positif yang selanjutnya berkaitan dengan partikel tanah dan bahan organik. Air tanah mempengaruhi mikroorganisme tanah dan tanaman di atasnya. Kadar air optimal bagi tanaman dan mikroorganisme adalah 0,5 bar/ atmosfer. Salah satu peran bahan organik yaitu sebagai granulator, yaitu memperbaiki struktur tanah.

Menurut Arsyad (1989) peranan bahan organik dalam pembentukan agregat yang stabil terjadi karena mudahnya tanah membentuk kompleks dengan bahan organik. Hai ini berlangsung melalui mekanisme : Penambahan bahan organik dapat meningkatkan populasi mikroorganisme tanah, diantaranya jamur dan cendawan, karena bahan organik digunakan oleh mikroorganisme tanah sebagai penyusun tubuh dan sumber energinya. Miselia atau hifa cendawan tersebut mampu menyatukan butir tanah menjadi agregat, sedangkan bakteri berfungsi seperti semen yang menyatukan agregat. Peningkatan secara fisik butir-butir prima oleh miselia jamur dan aktinomisetes. Dengan cara ini pembentukan struktur tanpa adanya fraksi liat dapat terjadi dalam tanah. Peningkatan secara kimia butir-butir liat melalui ikatan bagian-bagian pada senyawa organik yang berbentuk rantai panjang. Peningkatan secara kimia butir-butir liat melalui ikatan antar bagian negatif liat dengan bagian negatif (karbosil) dari senyawa organik dengan perantara basa dan ikatan hidrogen. Peningkatan secara kimia butir-butir liat melalui ikatan antara bagian negatif liat dan bagian positf dari senyawa organik berbentuk rantai polimer.

v  Pengaruh Bahan Organik pada Sifat Kimia Tanah

Meningkatkan daya jerap dan kapasitas tukar kation (KTK). Sekitar setengah dari kapasitas tukar kation (KTK) tanah berasal dari bahan organik. Bahan organik dapat meningkatkan kapasitas tukar kation dua sampai tiga puluh kali lebih besar daripada koloid mineral yang meliputi 30 sampai 90% dari tenaga jerap suatu tanah mineral. Peningkatan KTK akibat penambahan bahan organik dikarenakan pelapukan bahan organik akan menghasilkan humus (koloid organik) yang mempunyai permukaan dapat menahan unsur hara dan air sehingga dapat dikatakan bahwa pemberian bahan organik dapat menyimpan pupuk dan air yang diberikan di dalam tanah. Peningkatan KTK menambah kemampuan tanah untuk menahan unsur- unsur hara.

Unsur N,P,S diikat dalam bentuk organik atau dalam tubuh mikroorganisme, sehingga terhindar dari pencucian, kemudian tersedia kembali. Berbeda dengan pupuk komersil dimana biasanya ditambahkan dalam jumlah yang banyak karena sangat larut air sehingga pada periode hujan terjadi kehilangan yang sangat tinggi, nutrien yang tersimpan dalam residu organik tidak larut dalam air sehingga dilepaskan oleh proses mikrobiologis. Kehilangan karena pencucian tidak seserius seperti yang terjadi pada pupuk komersil. Sebagai hasilnya kandungan nitrogen tersedia stabil pada level intermediet dan mengurangi bahaya kekurangan dan kelebihan. Bahan organik berperan sebagai penambah hara N, P, K bagi tanaman dari hasil mineralisasi oleh mikroorganisme. Mineralisasi merupakan lawan kata dari immobilisasi. Mineralisasi merupakan transformasi oleh mikroorganisme dari sebuah unsur pada bahan organik menjadi anorganik, seperti nitrogen pada protein menjadi amonium atau nitrit. Melalui mineralisasi, unsur hara menjadi tersedia bagi tanaman.

Meningkatkan kation yang mudah dipertukarkan dan pelarutan sejumlah unsur hara dari mineral oleh asam humus. Bahan organik dapat menjaga keberlangsungan suplai dan ketersediaan hara dengan adanya kation yang mudah dipertukarkan. Nitrogen, fosfor dan belerang diikat dalam bentuk organik dan asam humus hasil dekomposisi bahan organik akan mengekstraksi unsur hara dari batuan mineral. Mempengaruhi kemasaman atau pH. Penambahan bahan organik dapat meningkatkan atau malah menurunkan pH tanah, hal ini bergantung pada jenis tanah dan bahan organik yang ditambahkan. Penurunan pH tanah akibat penambahan bahan organik dapat terjadi karena dekomposisi bahan organik yang banyak menghasilkan asam-asam dominan. Sedangkan kenaikan pH akibat penambahan bahan organik yang terjadi pada tanah masam dimana kandungan aluminium tanah tinggi , terjadi karena bahan organik mengikat Al sebagai senyawa kompleks sehingga tidak terhidrolisis lagi.

Peranan bahan organik terhadap perbaikan sifat kimia tanah tidak terlepas dalam kaitannya dengan dekomposisi bahan organik, karena pada proses ini terjadi perubahan terhadap komposisi kimia bahan organik dari senyawa yang kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana. Proses yang terjadi dalam dekomposisi yaitu perombakan sisa tanaman atau hewan oleh miroorganisme tanah atau enzim-enzim lainnya, peningkatan biomassa organisme, dan akumulasi serta pelepasan akhir. Akumulasi residu tanaman dan hewan sebagai bahan organik dalam tanah antara lain terdiri dari karbohidrat, lignin, tanin, lemak, minyak, lilin, resin, senyawa N, pigmen dan mineral, sehingga hal ini dapat menambahkan unsur-unsur hara dalam tanah.

v  Pengaruh Bahan Organik pada Sifat Biologi Tanah

Jumlah dan aktivitas metabolik organisme tanah meningkat. Secara umum, pemberian bahan organik dapat meningkatkan pertumbuhan dan aktivitas mikroorganisme. Bahan organik merupakan sumber energi dan bahan makanan bagi mikroorganisme yang hidup di dalam tanah. Mikroorganisme tanah saling berinteraksi dengan kebutuhannya akan bahan organik karena bahan organik menyediakan karbon sebagai sumber energi untuk tumbuh.

Kegiatan jasad mikro dalam membantu dekomposisi bahan organik meningkat. Bahan organik segar yang ditambahkan ke dalam tanah akan dicerna oleh berbagai jasad renik yang ada dalam tanah dan selanjutnya didekomposisisi jika faktor lingkungan mendukung terjadinya proses tersebut. Dekomposisi berarti perombakan yang dilakukan oleh sejumlah mikroorganisme (unsur biologi dalam tanah) dari senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana. Hasil dekomposisi berupa senyawa lebih stabil yang disebut humus. Makin banyak bahan organik maka makin banyak pula populasi jasad mikro dalam tanah.

v  Peran Bahan Organik di dalam Tanah

Pengaruh Bahan Organik di dalam tanah mencakup gatra-gatra (aspect) genesa dan kesuburan tanah. Pengaruhnya dapat bersifat jangka pendek maupun jangka panjang. Pengaruh jangka pendek terutama diperankan oleh bahan-bahan non-humus (non-humified materials), sedangkan pengaruh jangka panjang diberikan oleh bahan humus. Kedua pengaruh tersebut dapat memperbaiki pertumbuhan tanaman. Tersedianya Bahan Organik dalam tanah berarti pula tersedianya sumber karbon dan energi bagi mikroorganisme tanah yang perannya sangat dominan dalam proses perombakan Bahan Organik. Lewat proses mineralisasi, Bahan Organik mampu menyediakan unsur-unsur hara bagi tanaman, terutama: N,P,S dan unsur-unsur hara mikro.

Bahan Organik memainkan peran utama dalam pembentukan agragat dan struktur tanah yang baik, sehingga secara tak langsung akan memperbaiki kondisi fisik tanah, dan pada gilirannnya akan mempermudah penetrasi air, penyerapan air, perkembangan akar, serta meningkatakan ketahan terhadap erosi. Bahan Organik juga mampu meningkatkan KPK dan daya sangga tanah, fototosisitas, keterlindian (leachability), serta biodegradasi pestisida di dalam tanah. Bahan Organik juga dapat membentuk kompleks dengan unsur-unsur hara mikro sehingga dapat mencegah kehilangan lewat pelindihan, serta mengurangi timbulnya keracunan unsur hara mikro. Bahan Organik juga mampu melepaskan P yang disemat oleh oksida-oksida (Fe, Al) dlm tanah (Sanchez, 1976). Temperatur dan kelembaban yang tinggi akan memacu alih rupa mineral, dan pengaruh tersebut akan diperbesar oleh kehadiran substansi organik.

Kandungan Bahan Organik tanah merupakan kriterium paling penting untuk mencirikan dan memapankan batas-batas suatu epipedon. Kandungan Bahana Organik menentukan sebagai horison organik atau bukan. Beberapa epipedon yang menggunakan Bahan Organik sebagai ciri pembeda utama adalah epipedon histik, molik, umbrik dan okrik. Peran Bahan Organik sangat vital dalam genesa horison spodik.

v  Perombakan Bahan Organik

Sisa-sisa tanaman dan binatang mengalami perombakan di dalam atau di atas tanah pada kondisi-kondisi yg berbeda. Kecepatan perombakan dan hasil-hasil akhir terbentuk bergantung kepada suhu, lengas, udara, bhn kimia dan mikrobia. Semakin tinggi suhu (hingga 40^oC) akan semakin mempercepat perombakan. Ini merupakan salah satu alasan bahwa tanah atasan mempunyai kandungan Bahan Organik rendah. Lengas diperlukan untuk perombakan secara biologis, namun air yang berlebihan sangat menyebabkan kahat(kurang) udara dan akibatnya akan memperlamat perombakan.

Ketersediaan bahan-bahan kimia yang diperlukan sebagai zat hara (terutama N) bagi mikrobia menentukan kecepatan perombakan dan berpengaruh terhadap jenis humus yang dibentuk. Bahan Organik terombak lebih cepat di dalam tanah yang subur dibanding dalam tanah yang tidak subur.

Adapun urutan perombakan komponen-komponen Bahan Organik tanah yaitu :

1.      Gula, pati, protein-protein yang larut air

2.      Protein kasar

3.      Hemiselulosa

4.      Selulosa

5.      Minyak, lemak, lignin, lilin

Kecepatan perombakan Bahan Organik menurun sesuai dengan waktu dan tercapainya suatu komposisi kimia yang mirip humus yang dianggap sebagai salah satu hasil pertengahan perombakan. Perombakan Bahan Organik di dalam tanah adalah merupakan suatu proses pencernaan yang tak sama dengan pencernaan Bahan Organik di dalam perut binatang. Sejumlah besar oksigen diperlukan untuk perombakan Bahan Organik tesebut. Oksidasi Bahan Organik paling cepat di dalam tanah permukaan dan paling lambat di dalam lapisan tanah bawahan, terutama jika tanah ini mampat dan basah.