Upload
hijjah-tanjung
View
240
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
1/43
Dasar Ilmu TanahDasar Ilmu Tanahsemester ganjil 2014/2015semester ganjil 2014/2015
Materi 10: Sifat Biologi Tanah (1)
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
2/43
Komposisi Bahan Organik Tanah
Biomasa Hidup
(4%)
Bahan Organik
Makro (16%)
Senyawa Humik (50%)Senyawa Non Humik
(30%)
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
3/43
Komposisi Biomasa Tanah
Makrofauna
(22%)
Akar
(8%)
(70%)
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
4/43
Habitat tanah yang
mengandung partikel tanah
mineral (pasir-Sa, debu-Si,
liat-C), bahan organik
(OM), air (W), akar
tanaman dengan ramut
a ar , an organ smetanah (bakteri-B,
aktinomisetes-A, spora
mikoriza dan hifa-My; hifa
jamur saprofit-H;
nematoda-N, protozoa
ciliata-CP, protozoaflagelata-FP, dan mite-M)
(Sylvia et al ., 1998)
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
5/43
Skema agregat tanah (Sylviaet al ., 1998)
deb
u
liat
pasi
r
Aktinomisetes
Bahan Organik
Bakteri
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
6/43
Organisme
prokariot (dari kata ‘pro’ yang berarti‘sebelum’ dan ‘karion’ yang berartinukleus)Bakteri (termasuk sianobakteri dan aktinomisetes)dan Arhaea adalah prokariot, sedangkan semua organisme yanglainnya adalah eukariot
eu ar o ar ata ‘eu yang erart enar . Perbedaan.
Nukleus eukariot adalah sitoplasma yang diselimuti oleh membannukleus dan mengandung berbagai molekul DNA. Daerah nukleusprokariot tidak diselimuti oleh membran dan mengandung molekulDNA sirkular tunggal (kromosom). Pembelahan sel pada prokariot
biasanya melalui pembelahan ganda (yakni nonmitotik). Eukariot mengalami pembelahan melalui proses yang disebut
‘mitosis’.
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
7/43
Arsitektur sel Prokariot dan Eukariot
Struktur Sel Prokariot
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
8/43
Organisme tanah
mikroflora atau mikroorganisme tanah bakteri (bacteria)
aktinomisetes (actinomycetes)
ganggang (algae)
jamur (fungi)
virus fauna tanah
Mikrofauna
Mesofauna
Makrofauna
Bersama-sama akar tanaman, mikroorganisme dan faunatanah membentuk komponen biota yang berperanpenting dalam proses biogeokimia dalam tanah
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
9/43
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
10/43
Koloni bakteri (hasil s c a n n i n g
e l ec t r o n m i c r o g r a p h ) (Sylvia et al ., ANABAENA. . ., ..
Aktinomisetes tanah (Kilham,
1994)
CYANOBACTERIA
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
11/43
Flagelata Amoeba CiliataNematoda Tanah
Cacing tanahMilipida Tungau (mite)
RayapSemut Collembola (springtail)
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
12/43
Fungsi organisme tanah
Aliran energi dan dekomposisi bahan organik
Aliran energi terkait erat dengan proses akumulasi
dan dekomposisi bahan organik
Jumlah bahan organik yang diperoleh dalam suatu
ekosistem dapat digunakan sebagai ukuran
Proses dekomposisi sangat dipengaruhi oleh faktor
lingkungan; mikroba paling dominan cendawan dan
bakteri
Siklus Hara: pertukaran unsur kimia antara bagianekosistem yang mati ke bagian yang hidup disebutsiklus hara, pada skala global disebut biogeokimia
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
13/43
Soil is alive! E kolo gi Tanah , gabungan:• Ekologi (orientasi organisma)
• Ilmu Tanah: klasifikasi, genesis,fisika, kimia, biologi
Overlap ke dua ilmu
GOOD SOIL, MORE DIVERSITY !
TANAH :
a. Bahan inorganik (liat, debu, pasir)
b. Bahan organik
•Hidup (biomas)
•Mati (nekromas)
c. Air d. Udara
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
14/43
BiologyFertility
Organisms (BIOTA) ~ involve in chemical &
physical processes
Soil as energy & nutrient source of
biota except:
Plants & mikrobia photo-
autotroph ~ sun light energy
source
Microbial chemoautotro h ~
Soil
inorganic; CO2 from the atmosfer
Symbiont ~plant roots ~ fixed N
from the air
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
15/43
Fase 1
Air bebas
Collembola &
kutu
Uap air
KR =
Migrasi
Collembola
Fase 2
BIOTA pada berbagai kondisi AIR TANAH
2.5>pF>0
KR = 100%
Tt = T0 =
100C
4.7>pF>2.5
Air kapiler
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
16/43
Siklus Biogeokimia
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
17/43
Siklus Biogeokimia- Siklusenergi , dan berbagai unsur kimia dan senyawa dalambiosfer karena suatuorganisme makan organisme
lainn a Termasuk: Karbon,
Nitrogen, Fosfor, air
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
18/43
Ekologi Ekosistem
Rantai makan:Level / tingkatan dimana organisme memakan
organisme setingkat di bawahnya, disebutLevel Troffik (trophic level)
Ranta makan mencerminkan aliran ENERGIdan UNSUR HARA dalamekosistemmelalui trophic level.
Efisiensi suatu trophic level dalammengkonversi energi dari trophic levelsebelumnya bervariasi tergantungekosistem, tetapi biasanya berkisar 5% -20%.
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
19/43
Organisms dalam Rantai Makan (food web)
Autotrof: Organisme yang menghidupi
dirinya dari energi cahaya untuk membuatmolekul organik seperti karbohidrat,protein, lipid, dan asam nukleat diluarbahan anorganik (seperti karbon dioksida,air, senyawa nitrogen dlsb) Autotrof = Produsen Primer, karena
sebagai jaringan pertama dalan rantai
+
makan. Tanpa organisme yang mampumenangkap cahaya dan menjadikanpadatan, bahan organik, kehidupan mungkintidak akan ada
· Heterotrof: Organisme yang memakan
organisme lain untuk memperoleh energi
=
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
20/43
Siklus
KarbonSemua bahanorganik akhirnyadioksidasi dan
dikonversi
C6H12O6
Photosynthesis
kembali menjadikarbon dioksidadan air
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
21/43
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
22/43
Rantai Makan Tanah(Soil Food Web)
Komunitas organisme yang sebagian atauseluruh hidupnya dalamtanah
Dapat hidup karenaprodusen primer
tanaman, lichen,bakterifotosintensis, danganggang
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
23/43
Organisme Fotosintesis
Tanaman Ganggang
Peran Menangkap energi sinas matahari untuk memfiksasi
CO2 Menambah bahan organik ke tanah (biomasa seperti
jaringan tanaman yang mati, seresah tanaman)
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
24/43
Organisme Perombak (Decomposers)
Bakteri
Fungi
Protozoa
: Menghancurkan residu
Me-imobilisasi unsur hara dalambiomasa nya
Menghasilkan senyawa organik
baru Mengikat agregat tanah
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
25/43
Mutualisme Dua organisme hidup bersama yang saling
menguntungkan Bakteri Fungi
Peran:
Memacu pertumbuhan tanaman Memfiksasi Nitrogen
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
26/43
Patogen/Parasit
Bakteri Fungi Nematoda
Peran: enye a enya Memakan akar Sebagai parasit nematoda atau
insek (serangga)
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
27/43
Pemakan Akar
Nematoda
Peran: Memakan akar tanaman
Menurunkan produksitanaman
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
28/43
Organisme Pengerat
Cacing tanah Arthropoda (milipida) Peran:
Memperbaiki strukturtanah
Sebagai habitat bakteri(dalam pencernakan)
Milipida umumnya makan
bagian tanaman yang mati
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
29/43
Pengamatan Aktivitas Mikrobia
Penghitungan Direct counts Plate counts
Level Aktivitas Respirasi
Laju dekomposisi Konsituen seluler
Biomasa C, N, atauP
Marka DNA/RNA
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
30/43
Rates of Plant Residue Decomposition
Kind of material (FAST -->Sugar, starches, proteins --
> hemicelluloses, cellulose, --> Fats waxes --> ligninSLOW
Rate decreases after theeasy material hasdecomposed
Soil Conditions - water,temp., oxygen, nitrogen,phosphorus,
Decay Products = Energy(heat), carbon dioxide,N,P,S & Humus
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
31/43
Karbon Dioksida & Global Warming
Penggunaan bahan bakar fosildan kegitan penggundulanhutan untuk mencukupikebutuhan energi dunia telahmenyebabkan peningkatankonsentrasi karbon dioksida
CO dan metan CH diatmosfer Dua gas tsb menyerap radiasi
inframerah daratan danberpotensi mempengaruhiperubahan iklim akibatpemanasan
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
32/43
Sumber Karbon Atmosfer
Karbon atmosfer
mencerminkan sistem yangmantap, dimana influx =outflow, sebelum revolusiindustri
Saat ini, bukan merupakansistem yang mantap karena
in lux > out lowMaka, kita dapat merasakan
peningkatan karbonatmosfer, terutama dalam
bentuk CO2
Dennis L. Hartmann
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
33/43
Separoh energi sinarmatahari yangmencapai bumi
melewati atmosferdan diserap dipermukaan
Sekitar 90% radiasiinframerah
dile askanpermukaan bumidiserap olehatmosfer sebelum keangkasa luar
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
34/43
Ciri atmosfer yangmampu meningkatkantemperatur bumi, sbb:
1) atmosfertaransparan terhadapsinar matahari
2) tetapi selalumenahan radiasiinframerah
a a mos ermenangkap panas darimatahari, tetapi tidakmelepaskannya karenaada gas rumahkaca
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
35/43
Jika CO2 tiba-tiba
ditambahkan keatmosfer,memerlukan 50 -= 200 tahununtuk sejumlah
karbon atmos eruntukmembentukkeseimbanganbaru.
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
36/43
Soil Carbon Sinks
Large amounts of carbon
have been released into theatmosphere through theconversion of grasslandsand forests to agriculturaland grazing land, as well asthrough unsustainable land
. Soils can regain lost carbon
by absorbing or"sequestering" it from theatmosphere. But the abilityof soils to act as carbon
"sinks“ depends on soundland management.
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
37/43
Musuh Lingkungan Nomor 1 dalam Produksi Pertanian
Pengolahan Intensif
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
38/43
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
39/43
Karbon Tanah “C” : easy come, easy go!
Perolehan Karbon Kehilangan Karbon
Improved management can make C
easy to come with more cropping
intensity and/or cover crops and result
in net carbon sequestration.
Improved management can make C slow
to go with residue management and/or
less tillage and result in net carbon
sequestration.
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
40/43
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
41/43
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
42/43
8/18/2019 Kuliah 10-Sifat Biologi Tanah (1)
43/43