Translate Artikel Bahasa Inggris - Bahan Organik

Bahan Organik

Bahan organik adalah susunan yang luas dari senyawa karbon dalam tanah. Awalnya dibuat oleh tanaman, mikroba, dan organisme lainnya, senyawa ini memainkan berbagai peran dalam nutrisi, air, dan siklus biologis. Untuk mempermudah, bahan organik dapat dibagi menjadi dua kategori utama: stabil bahan organik yang sangat membusuk dan stabil, dan fraksi aktif yang sedang aktif digunakan dan diubah oleh tanaman hidup, hewan, dan mikroba. Dua kategori lain dari senyawa organik organisme dan residu organik segar hidup. Ini mungkin atau mungkin tidak dimasukkan dalam beberapa definisi dari bahan organik tanah.

Bahan organik stabil

Banyak organisme tanah terurai jaringan tumbuhan dan hewan, dan mengubah bahan organik menjadi senyawa baru. Setelah bertahun-tahun atau dekade transformasi ini, sisa-sisa yang besar, kompleks senyawa yang beberapa mikroba dapat menurunkan. Senyawa lain menjadi terikat dalam agregat tanah di mana mikroba tidak dapat mencapai. Zat-zat yang sulit terurai, atau stabil, membuat sepertiga sampai setengah bahan organik tanah. Para ilmuwan sering membagi bahan organik stabil ke dalam kelompok tiga bahan kimia: asam humat, asam fulvat, dan humins. Jamur dan actinomycetes membuat banyak asam humat yang menggabungkan dalam tanah menjadi senyawa yang stabil. Sebagian besar materi stabil dalam tanah berasal dari tanaman yang tumbuh satu atau lebih berabad-abad yang lalu. Beberapa senyawa tua terikat tanah liat, dan penting dalam perekatan bersama agregat kecil dari partikel tanah.

Bahan organik stabil bertindak seperti spons dan dapat menyerap air enam kali beratnya. Pada tanah berpasir, air yang diselenggarakan oleh bahan organik akan membuat perbedaan antara gagal panen atau kesuksesan selama tahun kering.

Gambar 1. Senyawa organik dalam tanah. pie chart ini merupakan bahan organik dalam tanah sebelum penanaman. Setelah tanah telah dibudidayakan selama satu atau dua dekade, banyak dari fraksi aktif hilang dan bahan organik stabil membuat lebih dari setengah dari bahan organik tanah.

Kedua partikel organik dan tanah liat dapat berpegang pada nutrisi elektrokimia seperti magnet berpegang pada serbuk besi. Jumlah nutrisi bahwa senyawa organik dan tanah liat bisa membawa dan membuat tersedia untuk tanaman disebut kapasitas tukar kation tanah ini (CEC). Di Minnesota, satu pon bahan organik stabil dapat memiliki lima kali lebih banyak CEC sebagai pon tanah liat. Dengan kata lain, bahan organik dapat menampung lima kali lebih banyak nutrisi bagi tanaman untuk digunakan. Setengah atau lebih dari CEC di Minnesota humus berasal dari bahan organik. Meskipun tidak dapat mengubah jumlah tanah liat di tanah, kita dapat dengan mudah menurunkan atau (dengan lebih banyak kesulitan) meningkatkan jumlah bahan organik dalam tanah.

Selain nutrisi, stabil bahan organik berpegang pada pestisida. Hal ini untuk mencegah pestisida dari pindah ke pasokan air dan meningkatkan dekomposisi senyawa, tetapi juga membuat pestisida kurang efektif dengan mencegah kontak mereka dengan organisme sasaran.

Fraksi aktif

Hingga 15 persen dari bahan organik tanah adalah bahan organik segar dan organisme hidup. ketiga lain untuk satu setengah sebagian dan perlahan-lahan membusuk materi yang dapat berlangsung beberapa dekade. Bahan membusuk ini adalah fraksi aktif dari bahan organik tanah.

Bahan organik aktif, dan mikroba yang memakan itu, adalah pusat untuk siklus hara.

Banyak dari nutrisi yang digunakan oleh tanaman yang diadakan di bahan organik sampai organisme tanah membusuk materi dan melepaskan amonium dan nutrisi tanaman-lain yang tersedia. bahan organik sangat penting dalam menyediakan nitrogen, fosfor, sulfur, dan besi. Sebuah tanah dengan bahan organik 3 persen mengandung sekitar 3.000 pon nitrogen per acre. Tergantung pada tingkat dekomposisi, 25 sampai 100 pon mungkin menjadi tersedia bagi tanaman dalam setahun, tetapi sulit untuk memprediksi tingkat dekomposisi. Di Minnesota, tingkat dekomposisi biasanya sekitar 2%. Ini berarti bahwa salah satu acre tanaman tanaman pada tanah dengan 3 persen bahan organik tanah bisa mendapatkan 60 pon nitrogen dan 6 pon fosfor mereka dari bahan organik tanah.

Gambar 2. mengubah bentuk bahan organik tanah

1. Penambahan. Ketika akar dan daun mati, mereka menjadi bagian dari bahan organik tanah.
2. Transformasi. organisme tanah terus berubah senyawa organik dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Mereka mengkonsumsi residu tanaman dan bahan organik lainnya, dan kemudian membuat oleh-produk, limbah, dan jaringan sel.
3. Mikroba pakan tanaman. Beberapa limbah yang dikeluarkan oleh organisme tanah adalah nutrisi yang dapat digunakan oleh tanaman. Organisme melepaskan senyawa lain yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman.
4. Stabilisasi bahan organik. Akhirnya, senyawa organik tanah menjadi stabil dan tahan terhadap perubahan lebih lanjut.

Bahan organik juga mempengaruhi siklus hara oleh chelating (kimia berpegang pada) nutrisi, dan mencegah dari tidak larut dan karena itu tidak tersedia untuk tanaman. Sebagai contoh, zat humat membantu membuat besi yang tersedia untuk tanaman, bahkan di tanah pH menengah-ke-tinggi.

Penambahan reguler bahan organik yang penting sebagai makanan bagi mikroorganisme, serangga, cacing, dan organisme lain, dan sebagai habitat bagi beberapa organisme yang lebih besar. organisme tanah mendegradasi polutan potensial, penyakit bantuan kontrol, dan partikel tanah mengikat ke dalam agregat yang lebih besar. Baik dikumpulkan, tanah gembur memungkinkan penetrasi akar yang baik, meningkatkan infiltrasi air, membuat pengolahan tanah lebih mudah, dan mengurangi erosi.

Bahan organik sangat segar dapat menyebabkan masalah untuk tanaman dalam dua cara - nitrogen tie-up dan allelopathy. Kekurangan nitrogen sementara untuk tanaman terjadi jika bahan organik rendah dalam nitrogen. "Allelopati" bahan kimia yang terbentuk ketika beberapa residu membusuk, dan dapat menghambat pertumbuhan tanaman.

Bahan organik lebih dari pupuk

Bahan organik tidak hanya N, P, K, dan karbon. Dua sumber bahan organik dengan kandungan gizi yang sama atau total kandungan bahan organik mungkin tidak memiliki efek yang sama pada tanaman dan tanah. Dalam satu percobaan penelitian, bidang diperlakukan dengan pupuk kandang memiliki mikroorganisme yang berbeda dan enzim dari bidang mana pupuk hijau atau mineral pupuk yang digunakan. Pentingnya perbedaan-perbedaan ini tidak diteliti dengan baik, tetapi mungkin mempengaruhi siklus nutrisi dan hama. Dalam sistem, pupuk kandang bisa berarti efek positif seperti mengurangi beberapa penyakit, atau efek negatif seperti meningkatkan pertumbuhan gulma. Residu tanaman juga berbeda jauh sebagai sumber bahan organik. Atas tanah pertumbuhan memiliki tindakan yang berbeda dalam tanah dari akar, bahkan ketika itu digarap ke dalam tanah. Semua akar tidak bertindak sama. Misalnya, tanaman tap-berakar seperti alfalfa membuat pori-pori vertikal di dalam tanah, sedangkan akar halus bercabang dari rumput meningkatkan agregasi tanah.

Peran bahan organik

Daur nutrisi

• Meningkatkan kapasitas nutrisi memegang tanah (CEC). 
• Adalah kolam nutrisi bagi tanaman. 
• Kelat (mengikat) nutrisi, mencegah mereka dari menjadi permanen tidak tersedia untuk tanaman. 
•  Menyediakan makanan bagi organisme tanah dari bakteri untuk cacing. Organisme ini berpegang pada nutrisi dan membebaskan mereka dalam bentuk tersedia bagi tanaman.

Dinamika air 

• Meningkatkan resapan air.
• Mengurangi penguapan.
• Meningkatkan air memegang kapasitas, terutama di tanah berpasir.

Struktur

• Mengurangi pengerasan kulit, terutama di tanah bertekstur halus. 
• Mendorong perkembangan akar. 
• Meningkatkan agregasi, mencegah erosi. 
• Mencegah pemadatan.

Efek lain dari bahan organik tanah

• Pestisida memecah lebih cepat dan dapat terikat oleh bahan organik (dan tanah liat). 
• Gelap, tanah gundul mungkin hangat lebih cepat daripada tanah berwarna terang, tapi residu berat dapat memperlambat pemanasan dan pengeringan di musim semi. 
• Banyak efek dari bahan organik terkait dengan aktivitas organisme tanah karena menggunakan bahan organik tanah. 
• Residu tanaman dan bahan organik lainnya dapat mendukung beberapa penyakit dan hama, serta predator dan organisme menguntungkan lainnya.

Yang menentukan tingkat bahan organik tanah

Jumlah materi organik dalam tanah adalah hasil dari dua proses: penambahan bahan organik (akar, residu permukaan, pupuk kandang, dll), dan hilangnya bahan organik melalui dekomposisi. Lima faktor mempengaruhi penambahan dan kerugian.

Manajemen

Praktek yang meningkatkan pertumbuhan tanaman di lapangan (tanaman penutup, irigasi, dll) akan meningkatkan jumlah akar dan residu ditambahkan ke tanah setiap tahun. Di sisi lain, persiapan lahan intensif meningkatkan hilangnya bahan organik dengan mempercepat dekomposisi. Sementara pengolahan tanah terutama membakar bahan organik yang lebih muda, senyawa organik yang lebih tua dilindungi dapat terkena dekomposisi jika agregat kecil yang rusak terpisah. Selain mengubah jumlah materi organik tanah, persiapan lahan praktek mempengaruhi kedalaman bahan organik tanah.

Tekstur tanah

Tanah bertekstur halus dapat menahan bahan organik lebih dari tanah berpasir karena dua alasan. Pertama, partikel tanah liat membentuk ikatan elektrokimia yang memegang senyawa organik. Kedua, dekomposisi terjadi lebih cepat di tanah berpasir dengan baik-aerasi. Sebuah lempung berpasir jarang memegang bahan organik lebih dari 2 persen.

Iklim

Suhu tinggi mempercepat degradasi bahan organik. Di daerah curah hujan tinggi (atau irigasi) ada pertumbuhan tanaman lebih banyak dan karena itu lebih akar dan residu memasuki tanah.

Gambar 3. Perbedaan bahan organik muncul dalam perubahan warna di lapangan. Bahan organik kurang diproduksi di puncak bukit kering, dan beberapa hilang erosi tanah dan disimpan di tempat yang rendah.

Posisi landscape

Rendah, daerah buruk dikeringkan memiliki tingkat bahan organik tinggi, karena kurang oksigen tersedia dalam tanah untuk dekomposisi. Bintik-bintik rendah juga menumpuk bahan organik yang mengikis puncak bukit dan lereng curam.

Vegetasi

Di padang rumput, banyak bahan organik yang mati dan ditambahkan ke tanah setiap tahun berasal dari akar rumput yang memperpanjang jauh ke dalam tanah. Di hutan, bahan organik berasal dari daun yang jatuh di permukaan tanah. Dengan demikian, lahan pertanian yang pernah padang rumput akan memiliki jumlah yang lebih tinggi dari bahan organik jauh di dalam tanah dari tanah yang sebelumnya hutan.

Sumber

http://www.extension.umn.edu/agriculture/soils/soil-properties/soil-management-series/organic-matter-management/

http://conservancy.umn.edu/bitstream/handle/11299/51896/1/BU-7402-S.pdf

Bahan Organik Tanah

Bahan Organik Tanah
 

     Bahan organik adalah kumpulan beragam senyawa-senyawa organik kompleks yang sedang atau telah mengalami proses dekomposisi, baik berupa humus hasil humifikasi maupun senyawa-senyawa anorganik hasil mineralisasi dan termasuk juga mikroba heterotrofik dan ototrofik yang terlibat dan berada didalamnya.

     Bahan organik tanah biasanya  menyusun sekitar 5 % bobot total tanah, meskipun hanya sedikit, bahan organik memiliki peran penting dalam menentukan kemampuan tanah untuk mendukung tanaman, sehingga jika kadar bahan organik tanah menurun, kemampuan tanah dalam mendukung produktivitas tanaman juga menurun. Menurunnya kadar bahan organik merupakan salah satu bentuk kerusakan tanah yang umum terjadi.

Sumber bahan organik:

a.       Sumber primer

Gambar 1. Tumpukan sisa-sisa tanaman

Gambar 2.  Batang ketela pohon yang
 akan melapuk oleh jamur

Gambar 3. Potongan batang talas

     Yang termasuk dalam kategori bahan organik dari sumber primer adalah yang berasal dari tumbuh-tumbuhan, misalnya buah, daun, pohon, akar dan lainnya. Bahan ini kemudian akan diubah komposisi kimianya oleh mikroba sehingga menjadi bahan organik. Perubahan komposisi kimia pada sumber primer terbilang lama, ini dikarenakan struktur dasar pembuatan tumbuhan sangat keras sehingga penguraian membutuhkan waktu lama.

b.       Sumber sekunder 

        

       

            Gambar 4. Kotoran kelinci

      Bahan organik yang bersumber dari hewan biasanya sering kita jumpai dari pupuk kandang. Keunggulan dari bahan organik hewani adalah cepat hancur dan mudah diserap oleh tanah. Ini dikarenakan struktur penyusun hewan lebih mudah diuraikan oleh mikroba.

Bahan organik tanah dikelompokan menjadi dua, yaitu:
1.       Bahan yang belum mengalami perubahan
    Meliputi sisa-sisa yang masih segar dan komponen-komponen yang belum mengalami transformasi yaitu senyawa yang masih berupa sisa peruraian yang terdahulu.
2.       Bahan yang telah mengalami transformasi

       Disebut dengan humus. Humus adalah zat humat yang bercampur bersama dengan produk-produk sintesis mikroba yang sudah menjadi suatu senyawa yang stabil serta telah menjadi bagian dari tanah. Memiliki morfologi dan struktur yang berbeda dengan bahan aslinya. Proses penguraian pembentukan humus disebut humifikasi.
Komposisi Biokimia Bahan Organik Menurut Waksman (1948) dalam Brady (1990) bahwa biomass bahan organik yang berasal dari biomass hijauan, terdiri dari:
a.    Air (75%)

b.    Biomass kering (25%)

       Komposisi biokimia bahan organik dari biomass kering tersebut, terdiri dari:

       (1)    Karbohidrat (60%)

                Karbohidrat penyusun biomass kering tersebut, terdiri dari:
                - Gula dan pati (1% -s/d- 5%)
                - Hemiselulosa (10% -s/d- 30%)
                - Selulosa (20% -s/d- 50%)

       (2)    Lignin (25%)

       (3)    Protein (10%)

       (4)    Lemak, lilin dan tanin (5%)

       Berdasarkan kategori unsur hara penyusun biomass kering, terdiri dari:
       - Karbon (C = 44%)
       - Oksigen (O = 40%)
       - Hidrogen (H = 8%

       - Mineral (8%)

Dekomposisi Bahan Organik

Proses dekomposisi bahan organik melalui 3 reaksi, yaitu:

1.       Reaksi enzimatik atau oksidasi enzimatik

          Reaksi oksidasi senyawa hidrokarbon yang terjadi melalui reaksi enzimatik menghasilkan produk akhir berupa karbon dioksida (CO2), air (H2O), energi dan panas.

2.       Reaksi spesifik berupa mineralisasi dan atau immobilisasi unsur hara essensial

          Berupa hara nitrogen (N), fosfor (P), dan belerang (S). Pembentukan senyawa-senyawa baru atau turunan yang sangat resisten berupa humus tanah.

Berdasarkan kategori produk akhir yang dihasilkan, maka proses dekomposisi bahan organik digolongkan menjadi 2, yaitu:
1.       Proses mineralisasi
        Proses mineralisasi terjadi terutama terhadap bahan organik dari senyawa-senyawa yang tidak resisten, seperti: selulosa, gula, dan protein. Proses akhir mineralisasi dihasilkan ion atau hara yang tersedia bagi tanaman.
2.       Proses humifikasi

          Proses humifikasi terjadi terhadap bahan organik dari senyawa-senyawa yang resisten, seperti: lignin, resin, minyak dan lemak. Proses akhir humifikasi dihasilkan humus yang lebih resisten terhadap proses dekomposisi.

Urutan kemudahan dekomposisi dari berbagai bahan penyusun bahan organik tanah dari yang terdekomposisi paling cepat sampai dengan yang terdekomposisi paling lambat, adalah sebagai berikut:

(1)    Gula, pati, dan protein sederhana

(2)    Protein kasar (protein yang leih kompleks)

(3)    Hemiselulosa

(4)    Selulosa

(5)    Lemak, minyak dan lilin

(6)    Lignin

Pengaruh bahan organik pada ciri fisika, kimia, dan biologi tanah adalah sebagai berikut:

1.   Faktor bahan organik pada ciri fisika tanah.

• Kemampuan menahan air meningkat
• Warna tanah menjadi coklat hingga hitam
• Merangsang granulasi agregat dan memantapkannya
• Menurunkan plastisitas, kohesi, dan sifat buruk lainnya dari liat

2.   Pengaruh bahan organik pada kimia tanah

• Meningkatkan daya jerap dan kapasitas tukar kation
• Kation yang mudah dipertukarkan meningkat
• Unsur N,P,S diikat dalam bentuk organik atau dalam tubuh mikroorganisme, sehingga terhindar dari pencucian, kemudian tersedia kembali.

3.   Pengaruh bahan organik pada biologi tanah

• Jumlah dan aktifitas metabolik organisme tanah meningkat.
• Kegiatan jasad mikro dalam membantu dekomposisi bahan organik juga meningkat

Hairah et al. (2000) mengemukakan beberapa cara untuk mendapatkan bahan organik:

1.      Pengembalian sisa panen
         Jumlah sisa panenan tanaman pangan yang dapat dikembalikan ke dalam tanah berkisar 2–5 ton per ha, sehingga tidak dapat memenuhi jumlah kebutuhan bahan organik minimum. Oleh karena itu, masukan bahan organik dari sumber lain tetap diperlukan.
2.      Pemberian pupuk kandang

         Pupuk kandang yang berasal dari kotoran hewan peliharaan seperti kelinci, sapi, kambing, kerbau dan ayam, atau bisa juga dari hewan liar seperti kelelawar atau burung dapat dipergunakan untuk menambah kandungan bahan organik tanah. Pengadaan atau penyediaan kotoran hewan seringkali sulit dilakukan karena memerlukan biaya transportasi yang besar.

3.      Pemberian pupuk hijau

         Pupuk hijau bisa diperoleh dari serasah dan dari pangkasan tanaman penutup yang ditanam selama masa bera atau pepohonan dalam larikan sebagai tanaman pagar.

Peranan Bahan Organik
Bahan organik tanah menjadi salah satu indikator kesehatan tanah karena memiliki beberapa peranan kunci di tanah. Peranan-peranan kunci bahan organik tanah dapat dikelompokkan menjadi tiga kelompok, yaitu:

1.   Fungsi Biologi

   

Gambar 5. Cacing Tanah

• Menyediakan makanan dan tempat hidup (habitat) untuk organisme (termasuk mikroba) tanah
• Menyediakan energi untuk proses-proses biologi tanah
• Memberikan kontribusi pada daya pulih (resiliansi) tanah

2.   Fungsi Kimia

• Merupakan ukuran kapasitas retensi hara tanah
• Penting untuk daya pulih tanah akibat perubahan pH tanah
• Menyimpan cadangan hara penting, khususnya N dan K

3.   Fungsi Fisika

• Mengikat partikel-partikel tanah menjadi lebih remah untuk meningkatkan stabilitas struktur tanah
• Meningkatkan kemampuan tanah dalam menyimpan air
• Perubahahan moderate terhadap suhu tanah

     Fungsi-fungsi bahan organik tanah ini saling berkaitan satu dengan yang lain. Sebagai contoh bahan organik tanah menyediakan nutrisi untuk aktivitas mikroba yang juga dapat meningkatkan dekomposisi bahan organik, meningkatkan stabilitas agregat tanah, dan meningkatkan daya pulih tanah.

     Bahan organik yang terkandung di dalam tanah lebih tinggi yang mengakibatkan tanah pada lapisan ini cenderung lebih gelap, terutama pada lapisan I, karena merupakan lapisan paling atas.

Berikut merupakan faktor penting yang mempengaruhi bahan organik tanah:

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.

Pengaruh Bahan Organik terhadap Tanaman

     Pemberian bahan organik ke dalam tanah memberikan dampak yang baik terhadap tanah, tempat tumbuh tanaman. Tanaman akan memberikan respon yang positif apabila tempat tanaman tersebut tumbuh memberikan kondisi yang baik bagi pertumbuhan dan perkembangannya. Bahan organik yang ditambahkan ke dalam tanah mengandung karbon yang tinggi. Pengaturan jumlah karbon di dalam tanah meningkatkan produktivitas tanaman dan keberlanjutan umur tanaman karena dapat meningkatkan kesuburan tanah dan penggunaan hara secara efisien. Selain itu juga perlu diperhatikan bahwa ketersediaan hara bagi tanaman tergantung pada tipe bahan yang termineralisasi dan hubungan antara karbon dan nutrisi lain (misalnya rasio antara C/N, C/P, dan C/S).

 

DAFTAR PUSTAKA

Hardjowigeno. S. 2007. Ilmu Tanah. Akademika Pressindo: Jakarta.

Jagor. 2009. Bahan Organik. https://agrica.wordpress.com/2009/01/09/bahan-organik/. Diakses 3 April 2017 18:37 WIB.

Nugroho A. 2012.  Pengaruh Bahan Organik Terhadap Sifat Biologi Tanah. Politeknik Negeri Lampung: Bandar Lampung.

Hamidah I. 2014. Pengaruh Bahan Organik Terhadap Kesuburan Tanah. http://iihamidah24.blogspot.co.id/2014/11/makalah-pengaruh-bahan-organik-terhadap.html. Diakses 3 April 2017 20:07 WIB.

Rahmawati. 2014. Peranan Bahan Organik Tanah. https://rahmawatyarsyad1989.wordpress.com/bahan-bacaan/dasar-dasar-ilmu-tanah/peranan-bahan-organik-tanah/. Diakses 3 april 2017 18:39 WIB.

Anonim. Bahan Organik Tanah. 2016. http://www.generasibiologi.com/2016/03/bahan-organik-http://www.generasibiologi.com/2016/03/bahan-organik-tanah.html. Diakses 3 April 2017 18:33 WIB.

Actinomycetes

Actinomycetes

Actinomycetes secara morfologi berada diantara jamur dan bakteri. Sering dikatakan sebagai ray fungi ataupun thread bacteria. Actinomycetes merupakan bakteri dan mikroba uniselluler yang membentuk miselium sangat halus dan bercabang-cabang. Actinomycetes menyerupai bakteri dalam hal kesamaan struktur selnya dan ukuran irisan melintangnya. Mereka menyerupai jamur berserabut yang menghasilkan jaringan serabut bercabang. Organisme ini sebagian bereproduksi dengan spora yang sangat menyerupai bakteri. Jumlah actinomycetes berkisar antara 1.000.000 sampai 36.000.000 per gram tanah.

Klasifikasi Actinomycetes sp.

Divisi              : Schyzophyta

Kelas               : Schizomycetes

Ordo                : Actinomycetales

Famili              : Actinomycetaceae

Genus              : Actinomycetes

Spesies             : Actinomycetes sp.

Actinomycetes merupakan mikroorganisme tanah yang umum dijumpai pada berbagai jenis tanah. Populasinya berada pada urutan kedua setelah bakteri, bahkan kadang-kadang hampir sama. Tubuh Actinomycetes sebagai filamen sel yang bercabang panjang atau pendek. Organisme ini membelah dengan pembelahan biner, dan mungkin menghasilkan spora eksternal atau tidak. Organisme ini adalah saprofit tanah dan air (organisme yang hidup dari benda organik yang membusuk dan sangat penting karena perannya dalam daur alam, seperti pembusukan bahan organik dan penambatan nitrogen).

Actinomycetes dapat membentuk dua tipe miselium, yaitu:

1.      Miselium vegetatif

Miselium vegetatif merupakan miselium yang tumbuh di atas medium. Pada beberapa spesies miselium vegetatif berbentuk lurus dan panjang, sedang pada spesies lain berbentuk pendek, bercabang, atau bengkok. Diameter miselium vegetatif antara 0,2-0,8 mikron. Miselium vegetatif juga dapat membentuk pigmen.

2.      Miselium udara (aerial)

Miselium udara (aerial) merupakan miselium yang tumbuh pada permukaan medium dan terbentuk konidia. Banyak Actinomycetes khususnya yang termasuk dalam Streptomyces dapat membentuk miselium udara. Miselium udara berbentuk pendek dan lurus, atau berulir–ulir (spiral) dan bercabang, dapat membentuk sporofora yang lurus, serta beberapa hifa udara bersifat steril. Miselium udara memiliki pigmen putih, kelabu, lembayung, merah, kuning, hijau, atau warna lainnya.

Tabel 1.  Flora Actinomycetes yang dominan di tanah

Familia	Persentase Familia
Streptomyces Actinomadura Actinoplanes Microbiospora Micromonospora Nocordia Streptosporangium Thermomonospra	95,43 0,10 0,20 0,18 1,40 1,98 0,10 0,22

Taksonomi Actinomycetes

Pembagian kelompok actinomycetes:

1. Actinomycetes, kelompok ini tidak dapat memfermentasi alkohol dan asam, bersifat fakultatif aerob, tidak membentuk miselium, dan dimungkinkan membentuk filamen yang bercabang. Bentukan selularnya adalah batang, cocoit, atau coryneform. Actinomycetes bersifat anaerob sampai dengan fakultatif aerob, mikropoloni membentuk filamen, tapi ada juga yang berbentuk filamen semu atau fragmen dalam coryneform, dan dapat bersifat patogen.

2. Mycobacteria, memiliki filamen semu. Ada yang saprofitik, dan hidupnya obligat aerob, mengandung lipid yang tinggi pada sel dan dinding selnya. Pertumbuhan sel yang lambat, berlilin, dan mengandung asam mikolid.

3. Actinomycetes penambat nitrogen. Biasanya bersimbiosis dengan tanaman, dan menghasilkan miselium sejati. Seperti marga Frankia, yang terdapat di permukaan nodul pada akar, mungkin bersifat aerofil dan pertumbuhannya lambat. Sel mampu menambat nitrogen bebas.

4. Actinoplanes. Memiliki miselium sejati dan membentuk spora. Termasuk dalam kelompok ini adalah marga Actinoplanes dan streptosporangium.

5. Dermatopilus. Memiliki miselium filamentus yang terbagi transversal, untuk membentuk massa yang motil. Berbentuk coccus, tidak memiliki aerial miselium, kadang-kadang menyebabkan infeksi epidermal.

6. Nocardia. Miselianya berfragmen untuk membentuk cocoid atau pemanjangan elemen, kadang-kadang memproduksi spora aerial, kadang bersifat asam, kandungan lipid di sel dan dinding selnya sangat tinggi.

7.  Streptomycetes. Miseliumnya lengkap, kelimpahan miselium tinggi, dan rantai sporanya panjang. Marga terbesar adalah Streptomyces, yang telah di ketahui sekitar 500 jenis, banyak memproduksi antibiotik.

8.  Beberapa spesies bersifat patogen dan fitopatogen dengan prosentase GC 69–75.  Streptomyces yang diisolasi sebagian besar memiliki kemampuan dalam mendegradasi selulosa dan melarutkan fosfat. Genus ini paling efisien dalam mendegradasi selulosa dan melarutkan fosfat karena kecepatan pertumbuhannya dan aktivitas yang tinggi dibanding genus lain.

9.   Micromonospora. Miseliumnya lengkap, spora berbentuk panjang dalam satu pasang, atau dalam rantai yang pendek. Beberapa di antaranya bersifat termofilik, sedangkan yang di temukan di tanah biasanya bersifat saprofitik.

Morfologi Actinomycetes

Actinomycetes memiliki karakter yang berbeda dibanding bakteri yang lain. Bentuk koloni Actinomycetes menyerupai koloni kapang dan bakteri, namun keragaman koloni Actinomycetes sangat bervariasi. Actinomycetes berbeda dari jamur dalam hal komposisi dinding selnya. Actinomycetes tidak memiliki kitin dan selulosa yang umum dijumpai dalam  dinding sel jamur. Koloni-koloni di permukaan dapat berkembang bersama membentuk selaput permukaan yang halus atau berkeriput. Koloni-koloni pada media  padat biasanya dapat keras, kasar, dan dapat pula halus atau berkeriput, terkadang tumbuh tinggi di atas permukaan medium. Koloni pada media akan nampak berwarna putih dan berbentuk kecil. Kumpulan dari mikroorganisme ini akan terlihat seperti yellowish sulphur granules.

Pengamatan yang lebih teliti pada suatu koloni  di bawah mikroskop stereo menunjukkan adaya miselium ramping bersel satu yang bercabang, diameter hifanya jarang melebihi satu micron (0,5-0,8µ) yang membentuk spora aseksual  untuk perkembangbiakannya. Misellium yang serial dapat berwarna putih, kelabu, merah, kuning, coklat, hijau atau suatu tipe pewarnaan lainnya. Hifa yang kemungkinannya pendek, cenderung berkembang dengan suatu penampilan yang pucat atau panjang membentuk semacam lapisan yang tebal, menutupi permukaan pada perkembangan vegetatif atau mungkin membentuk suatu jaringan yang halus. Di alam, Actinomycetes dapat ditemui sebagai konidia atau bentuk vegetatif. Populasi di alam dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti kandungan organik, pH, kelembaban, temperatur, musim, kedalaman dan sebagainya.

Actinomycetes mempunyai  fungsi:

1.      Mendekomposisi bahan organik
     Kemampuan Actinomyetes untuk hidup di lingkungan bernutrisi rendah dan untuk mengkonsumsi lognoselulosa (lignin dan selulosa, zat-zat penyusun kayu, biasanya sukar dicerna kebanyakan bakteri tanah) menyebabkan Actinomycetes mendominasi kawasan bebatuan karst.

Proses dekomposisi bahan organik melalui 3 reaksi, yaitu:

1)  Reaksi enzimatik atau oksidasi enzimatik, yaitu: reaksi oksidasi senyawa hidrokarbon yang terjadi melalui reaksi enzimatik menghasilkan produk akhir berupa karbon dioksida (CO₂), air (H₂O), energi dan panas.

2)  Reaksi spesifik berupa mineralisasi dan atau immobilisasi unsur hara essensial berupa hara nitrogen (N), fosfor (P), dan belerang (S).

3)   Pembentukan senyawa-senyawa baru atau turunan yang sangat resisten berupa humus tanah. Berdasarkan kategori produk akhir yang dihasilkan, maka proses dekomposisi bahan organik digolongkan menjadi 2, yaitu:

a.      Proses mineralisasi

Proses mineralisasi terjadi terutama terhadap bahan organik dari senyawa-senyawa yang tidak resisten, seperti: selulosa, gula, dan protein. Proses akhir mineralisasi dihasilkan ion atau hara yang tersedia bagi tanaman.

b.    Proses humifikasi
    Proses humifikasi terjadi terhadap bahan organik dari senyawa-senyawa yang resisten, seperti: lignin, resin, minyak dan lemak. Proses akhir humifikasi dihasilkan humus yang lebih resisten terhadap proses dekomposisi.

2.     Menghasilkan antibiotik yang dapat menghambat bahkan mematikan mikroba lainnya, khususnya yang pathogen

Actinomycetes, yang strukturnya merupakan bentuk antara jamur dan bakteri, menghasilkan zat-zat anti mikroba dan asam amino yang dikeluarkan oleh bakteri fotosintetik dan bahan organik. Actinomycetes dapat hidup bersama dengan bakteri fotosintetik. Streptomyces merupakan salah satu genus dari kelas Actinomycetes yang biasanya terdapat di tanah. Streptomyces adalah prokariot yang menghasilkan substansi penting untuk kesehatan seperti antibiotik, enzim, dan immunomodulator dan salah satu organisme tanah yang memiliki sifat-sifat umum yang dimiliki oleh bakteri dan jamur tetapi juga memiliki ciri khas yang cukup berbeda yang membatasinya menjadi satu kelompok yang jelas berbeda. Banyak anggota dari Streptomyces menghasilkan antibiotik di mana lebih dari setengahnya merupakan antibiotik yang efektif melawan bakteri, misalnya streptomisin, tetrasiklin dan kloramfenikol.

3.      Mengikat struktur tanah liat sehingga dapat memperbaiki sifat fisik tanah

Organisme seperti benang-benang jamur dan humus dan mengikat satu partikel tanah dengan lainnya sampai membentuk agregat dan struktur tanah. Organisme juga memproduksi sejumlah bahan kimia seperti asam-asam organik yang dapat merekat partikel-partikel tanah. Lemak-lemak dan lilin sebagai hasil perombakan bahan organik juga berperan penting dalam memantapkan agregat-agregat tanah.

4.     Dapat menghilangkan bau, dengan zat-zat metabolik yang dikeluarkannya

Actinomycetes memiliki cara untuk mempertahankan diri pada saat kondisi sangat kering dengan cara mengubah dirinya menjadi spora. Ketika kondisi memungkinkan saat ada air, bakteri yang berbentuk spora ini akan tumbuh kembali menjadi filamen. Saat musim kemarau dimana banyak tanah yang kering, bakteri ini tidak dapat bereproduksi sehingga berbentuk spora. Saat hujan turun, air hujan yang jatuh ke tanah akan menyebabkan spora ini terbang ke udara. Spora yang sangat kecil ini beterbangan hingga tertahan beberapa saat di udara. Pada saat kita bernafas, spora-spora yang sangat kecil ini masuk ke dalam pernafasan kita dan terciumlah bau khas dari spora ini yaitu aroma segar yang khas dari udara yang biasanya tercium setelah hujan turun.

Habitat dan pertumbuhan actinomycetes

Bangsa Actinomycetes terdiri dari tiga suku yaitu Mycobacteriaceae, suku Actinomycetaceae dan suku Streptomycetaceae. Actinomycetes masih dapat tumbuh dalam jumlah yang cukup besar khususnya genus Thermoactinomyces dan Streptomyces. Actinomycetes memiliki habitat yang cukup luas antara lain ditemukan pada tanah, kompos, padang rumput, tanah hutan, sedimen, lumpur, dan pada daerah perakaran tanaman atau di perairan laut. Jumlah Actinomycetes meningkat dengan adanya bahan organik yang mengalami dekomposisi. Pada umumnya Actinomycetes tidak toleran terhadap asam dan jumlahnya menurun pada keadaan lingkungan dengan pH dibawah 5,0. Rentang pH yang paling cocok untuk pertumbuhan Actinomycetes adalah antara 6,5-8,0. Tanah yang tergenang air tidak cocok untuk pertumbuhan Actinomycetes, sedangkan gurun yang kering atau setengah kering dapat mempertahankan populasi dalam jumlah yang cukup besar, karena adanya spora. Temperatur yang cocok untuk pertumbuhan Actinomycetes adalah 25-30 °C , tetapi pada suhu 55-65 °C.

Kebanyakan Actinomycetes bereproduksi dengan cara segmentasi dan fragmentasi. Pembentukan spora secara fragmentasi adalah pembentukan spora analog dengan protoplasma pada dinding sel pecah menjadi fragmen-fragmen yang ukurannya seragam. Fragmen-fragmen ini kemudian dibebaskan. Pembentukan spora ini dimulai dari ujung hyphae yang berkembang ke arah pangkal. Pembentukan spora secara segmentasi adalah hyphae yang akan membentuk spora membentuk dinding pemisah, kemudian hyphae terpisah menjadi segmen-segmen kecil, dengan demikian terbentuk oidia/artrospora (spora bersel tunggal yang terbentuk karena terputusnya sel-sel hyphae). Beberapa spesies dapat membentuk klamidospora.

DAFTAR PUSTAKA

Sumarsih S. 2003. Diktat Kuliah Mikrobiologi Dasar.  Fakultas Pertanian Upn”Veteran” Yogyakarta.

Mudjahid T.F.I. 2011. Actinobacteria. http://tabsfathiylla.blogspot.com/2011/03/ actinobacteria.html.  Diakses 30 Maret 2017 11:10 WIB.

Rivando R. 2011. Ekologi Tanah. http://sylvesterunila.blogspot.com/2011/05/ ekologi-tanah-ilmu-tanah.html. Diakses 3 Maret 2017 10:54 WIB.

Kesuma P. 2015. Peranan Actinomycetes Terhadap Ekosistem Tanah. http://panjikesumapertanian.blogspot.com/2015/01/makalah-peranan-actinomycetes-terhadap.html. Diakses 30 Maret 2017 11:12 WIB.

Nasriyari T., dkk. 2015. Pemanfaat Actinomycetes Dalam Bidang Bioteknologi Pertanian. http://junairanis.blogspot.com/2015/12/makalah-dasar-dasar-bioteknologi.html. Diakses 30 Maret 2017 11:05 WIB.

Zulaikha M. 2015. Kesuburan Tanah Dipengaruhi Oleh Mikroorganisme. http://mashfufatulzulaikha.blogspot.com/2015/10/kesuburan-tanah-dipengaruhi-oleh.html. Diakses 30 Maret 2017 10:56 WIB.