KERAGAMAN KEHIDUPAN di dalam tanah (Minggu II)_pptx

Mikrohabitat dalam strukturtanah Di setiap tempat seperti dalam tanah, udara maupunair selalu dijumpai mikroba. Umumnya jumlah mikroba dalam tanah lebih banyakdaripada dalam air ataupun udara. Umumnya bahanorganik dan senyawa anorganik lebih tinggi dalamtanah sehingga cocok untuk pertumbuhan mikrobaheterotrof maupun autotrof.

Keberadaan mikroba di dalam tanah terutama dipengaruhioleh sifat kimia dan fisika tanah. Komponen penyusuntanah yang terdiri atas pasir, debu, lempung dan bahanorganik maupun bahan penyemen lain akan membentukstruktur tanah. Struktur tanah akan menentukan keberadaan oksigen danlengas dalam tanah. Dalam hal ini akan terbentuklingkungan mikro dalam suatu struktur tanah. Mikrobaakan membentuk mikrokoloni dalam struktur tanahtersebut, dengan tempat pertumbuhan yang sesuai dengansifat mikroba dan lingkungan yang diperlukan.

Dalam suatu struktur tanah dapat dijumpai berbagaimikrokoloni seperti mikroba heterotrof penggunabahan organik maupun bakteri autotrof,dan bakteriaerob maupun anaerob. Untuk kehidupannya, setiap jenis mikrobamempunyai kemampuan untuk merubah satusenyawa menjadi senyawa lain dalam rangkamendapatkan energi dan nutrien. Dengan demikian adanya mikroba dalam tanahmenyebabkan terjadinya daur unsur-unsur sepertikarbon, nitrogen, fosfor dan unsur lain di alam.

Keanekaragaman Organisme TanahOrganisma tanah dapat dikelompokkan atas dasar: Ukuran– pengelompokan atas dasar seberapa besarukuran organisme tersebut, Spesies– pengelompokan atas dasar kesamaan materigenetik, dan Fungsi– pengelompokan atas dasar apa yang dilakukanorganisme tersebut di dalam tanah.

Ukuran Organisme TanahMakro/ besar(>2 mm)Meso/ sedang(2–0.2 mm)Mikro/ kecil(

Organisme makro (> 2 mm): Cacing tanah Akar tanaman Kumbang Tikus Millipoda ex: luing Ect.

Meso (2 – 0.2 mm): springtails cacing yang lebih kecil.

Peran Fauna Tanah Fauna tanah membuat pori – pori di dalam tanah. meningkatkan daya serap tanah terhadap air. menurunkan suhu tanah. meningkatkan aerasi. Kesemuanya ikut membantu mikroba tanah dalamproses siklus nutrien tanah.

Peran Akar Tanaman Akar tanaman merupakan habitat yang baik bagipertumbuhan mikroba. Interaksi antara bakteri dan akar tanaman akanmeningkatkan ketersediaan nutrien bagi keduanya.Permukaan akar tanaman disebut rhizoplane.Sedangkan rhizosfer adalah selapis tanah yangmenyelimuti permukaan akar tanaman yang masihdipengaruhi oleh aktivitas akar. Tebal tipisnya lapisanrhizosfer antar setiap tanaman berbeda.

Rhizosfer merupakan habitat yang sangat baik bagipertumbuhan mikroba oleh karena akar tanamanmenyediakan berbagai bahan organik yang umumnyamenstimulir pertumbuhan mikroba. Bahan organik yangdikeluarkan oleh akar dapat berupa:1. Eksudat akar : bahan yang dikeluarkan dari aktivitas selakar hidup seperti gula, asam amino, asam organik, asamlemak dan sterol, faktor tumbuh, nukleotida, flavonon,dan enzim.2. Sekresi akar : bahan yang dipompakan secara aktif keluardari akar.3. Lisat akar : bahan yang dikeluarkan secara pasif saatautolisis sel akar.4. Musigel : bahan sekresi akar, sisa sel epidermis, sel tudungakar yang bercampur dengan sisa sel mikroba, produkmetabolit, koloid organik dan koloid anorganik.

Enzim utama yang dihasilkan oleh akar adalahoksidoreduktase, hidrolase, liase, dan transferase. Sedangenzim yang dihasilkan oleh mikroba di rhizosfer adalahselulase, dehidrogenase, urease, fosfatase dan sulfatase. Dengan adanya berbagai senyawa yang menstimulirpertumbuhan mikroba, menyebabkan jumlah mikroba dilingkungan rhizosfer sangat tinggi. Perbandingan jumlahmikroba dalam rhizosfer (R) dengan tanah bukan rhizosfer(S) yang disebut nisbah R/S, sering digunakan sebagaiindeks kesuburan tanah. Semakin subur tanah, maka indeks R/S semakin kecil, yangmenandakan nutrisi dalam tanah bukan rhizosfer jugatercukupi (subur). Sebaliknya semakin tidak subur tanah,maka indeks R/S semakin besar, yang menandakan nutrisicukup hanya di lingkungan rhizosfer yang berasal daribahan organik yang dikeluarkan akar, sedang di tanah nonrhizosfernutrisi tidak mencukupi (tidak subur). Nilai R/Sumumnya berkisar antara 5-20.

Mikroba rhizosfer dapat memberi keuntungan bagitanaman, oleh karena:1. Mikroba dapat melarutkan dan menyediakan mineralseperti N,P, Fe dan unsur lain.2. Mikroba dapat menghasilkan vitamin, asam amino,auxin dan giberelin yang dapat menstimulirpertumbuhan tanaman.3. Mikroba menguntungkan akan menghambatpertumbuhan bakteri lain yang patogenik denganmenghasilkan antibiotik.

Mikroba Di Tanah Distribusinya dipengaruhi oleh faktor – faktor pembataspertumbuhan mikroba:1. Suplai NutrisiMikroba sama dengan makhluk hidup lainnya,memerlukan suplai nutrisi sebagai sumber energi danpertumbuhan selnya.Unsur-unsur dasar tersebut adalah : karbon, nitrogen,hidrogen, oksigen, sulfur, fosfor, zat besi, dan sejumlahkecil logam lainnya. Ketiadaan atau kekurangan sumbersumbernutrisi ini dapat mempengaruhi pertumbuhanmikroba hingga pada akhirnya dapat menyebabkankematian.

2. Suhu / TemperaturSuhu merupakan salah satu faktor penting di dalammempengaruhi dan pertumbuhan mikroorganisme.Suhu dapat mempengaruhi mikroba dalam dua cara yangberlawanan :1) Apabila suhu naik maka kecepatan metabolisme naikdan pertumbuhan dipercepat. Sebaliknya apabila suhuturun, maka kecepatan metabolisme akan menurun danpertumbuhan diperlambat.2) Apabila suhu naik atau turun secara drastis, tingkatpertumbuhan akan terhenti, kompenen sel menjadi tidakaktif dan rusak, sehingga sel-sel menjadi mati.

Penggolongan bakteri menurutsuhuKelompokSuhu Minimum Suhu OptimumSuhuMaksimumPsikrofil - 15 o C. 10 o C. 20 o C.Psikrotrof - 1 o C. 25 o C. 35 o C.Mesofil 5 – 10 o C. 30 – 37 o C. 40 o C.Thermofil 40 o C. 45 – 55 o C. 60 – 80 o C.Thermotrof 15 o C. 42 – 46 o C. 50 o C.

3. Keasaman atau Kebasaan (pH)Setiap organisme memiliki kisaran pH masingmasingdan memiliki pH optimum yang berbeda-beda. Kebanyakan mikroorganisme dapat tumbuhpada kisaran ph 8,0 – 8,0 dan nilai pH di luar kisaran2,0 sampai 10,0 biasanya bersifat merusak.

4. Ketersediaan OksigenMikroorganisme memiliki karakteristik sendiri-sendiridi dalam kebutuhannya akan oksigen. Mikroorganismedalam hal ini digolongkan menjadi :a) Aerobik : hanya dapat tumbuh apabila ada oksigenbebas.b) Anaerob : hanya dapat tumbuh apabila tidak ada oksigenbebas.c) Anaerob fakultatif : dapat tumbuh baik dengan atautanpa oksigen bebas.d) Mikroaerofilik : dapat tumbuh apabila ada oksigen dalamjumlah kecil.

5. Kandungan air (pengeringan) Setiap mikroba memerlukan kandungan air bebastertentu untuk hidupnya, biasanya diukur denganparameter aw (water activity) atau kelembaban relatif.Mikroba umumnya dapat tumbuh pada aw 0,998-0,6.bakteri umumnya memerlukan aw 0,90-0,999.

6. Tekanan Osmosis Berdasarkan tekanan osmose yang diperlukan dapatdikelompokkan menjadi(1) mikroba osmofil, adalah mikroba yang dapattumbuh pada kadar gula tinggi,(2) mikroba halofil, adalah mikroba yang dapat tumbuhpada kadar garam halogen yang tinggi,(3) mikroba halodurik, adalah kelompok mikroba yangdapat tahan (tidak mati) tetapi tidak dapat tumbuhpada kadar garam tinggi, kadar garamnya dapatmencapai 30%.Faktor lingkungan bagi pertumbuhan mikroba selengkapnya dapat didownload.

A. BakteriB. ArchaeaC. ProtozoaD. FungiMikroba Di Tanah

A. Bakteri Organisme terbanyak di dalam tanah(miliaran/gram). S.d 1996 terdata 400 genus dengan > 10 4 spesies. Klasifikasi di bawah merujuk klasifikasi Woose dkk. (1990) berdasarkanperbandingan sekuens subunit rRNA.1. Purple Bacteria Mayoritas dikenali sebagai bakteri gram negatif. Nitrosomonas sp. Mengoksidasi N, Rhodopseudomonas sp. mereduksi N. Pseudomonas sp. berasosiasi dengan akar tanaman, disebut rhizobacteria.Pseudomonadaceae merupakan kelompok bakteri rhizosfer (rhizobacteria) yangdapat menghasilkan senyawa yang dapat menstimulir pertumbuhan tanaman.Contoh spesies yang telah banyak diteliti dapat merangsang pertumbuhantanaman adalah Pseudomonas fluorescens. Rhizobium dan Bradyrhizobium membentuk bintil akar pada tanaman kacang –kacangan. Chromatium dan Ectothiorhodospora mengoksidasi sulfur. Yang sering ditemukan di tanah lembab: Rhodospirillum, Rhodopila, Rhodobacter,Rhodopseudomonas, Rhodomicrobium, dan Rhodocyclus.

2. Green Sulfur Bacteria Chlorobium dan Chloroherpeton hidup padakondisi anaerob dan menggunakan senyawasulfur sebagai donor elektronnya.

3. Actinomycetes 90% actinomycetes yang diisolasi dari dalam tanahadalah Streptomyces. Terdistribusi luas di tanah,sampah, maupun kompos. Mendegradasi organikkompleks seperti lignin, kitin, pektin, keratin, asamhumik, dan senyawa aromatik kompleks. Termotoleran(45 – 55 o C). Memproduksi organik volatil, geosmin bau tanah yang baru di bajak. Memproduksi antibiotik erythromycyn, neomycin, tetracycline, amphotericin,dan streptomycin. Frankia sp memproduksi nitrogenase dan membentukbintil pada perakaran tanaman selain kacang –kacangan. Thermomonospora dan Thermoactinomycetesmerupakan dekomposer. Arthrobacter mampu mendegradasi berbagai molekulorganik kompleks dan juga beberapa pestisida.

4. Basil Berspora Bacillus dan Clostridium, ada yang aerobik,mikroaerofilik, dan anaerobik. Membentukspora yang dapat bertahan pada suhu 70 o C.Dalam fermentasi glukosa memproduksi gliserol,alkohol, H 2 , aseton, asam formiat, asetat, laktat,dan asam suksinat. Kristal toksin dari Bacillusthuringiensis digunakan sebagai kontrol biologisserangga. Bacillus anthracis, Clostridiumbotulinum, dan Clostridium tetaniipatogen.

5. Cyanobacteria Mikroba fototrof, seperti tumbuhan. Dapathidup di bebatuan, bersimbiosis dengan fungidan lichenes. Juga bersimbiosis dengan alga,paku – pakuan,tumbuhan gymnospermae danangiospermae.

B. Archaea1. Metanogen Methanobacterium, Methanospirillum,Methanococcus banyak ditemukan pada sampahorganik. Anaerobik.2. Thermoacidophilic Crenarchaeotes Sulfolobus, aerobik. Ditemukan di sumber airpanas yang mengandung sulfur.

C. Protozoa1. Cilliata Paramaecium, Stentor, dan Didinium hidup di“water film” tanah.2. Mycetozoa Tersebar luas di tanah yang lembab. Dictyostelium discoideum, di tanah lembabsebagai dekomposer material tanaman. Physarum, pengurai kotoran binatang.

D. Fungi1. Chytridiomycetes Mendekomposisi selulosa, kitin, dan keratin. Rhizophlytics rosea mengurai selulosa. Chytriomyces hyalinus mengurai kitin.

2. Zygomycetes Mucorsaprofit pada tanah dan kotoranbinatang. Menggunakan nutrien sederhana(monosakarida). Mortierella mampu mendegradasi kitin. Glomus dan Acaulospora merupakan mikorizapada berbagai jenis tanaman di seluruh dunia.

3. Ascomycetes Aspergillus dan Penicillium banyak ditemukan ditanah sebagai dekomposer. Saccharomyces cerevisiae, dalam kondisi aerobmengoksidasi gula sederhana menjadi piruvat CO 2 dan H 2 O. Dalam kondisi anaerob terjadifermentasi menghasilkan etanol dan CO 2 . Chaetomium sp. Banyak terdapat pada sampahdan kotoran hewan. Xylaria dan Ustulina terdapat pada kayu yangmembusuk.

4. Basidiomycetes (membentuk badan buah) Ribuan spesies saprofit, banyak terdapat di tanahberkayu, juga ada di padang rumput. Agaricus bisporus, Boletus edulis. Merupakan agen penting dalam pembusukankayu. Basidiomycetes pembusuk kayu dibagidua kategori:a. Pembusuk putih.b. Pembusuk coklat.

a. Pembusuk putih menguraikan lignin dan selulosa,meninggalkan serabut berwarna putih. Ganoderma,Trametes, dan Phellinus.b. Pembusuk coklat menguraikan selulosa saja,b. Pembusuk coklat menguraikan selulosa saja,meninggalkan residu lignin berwarna coklat.Fomitopsis, Postia, dan Gloeophyllum.

5. Deuteromycetes Fungi imperfecti, kebanyakan dekomposer.Verticillium dan Fusarium, pembusuk akar.

Lichenes Simbiosis mutualisme antara fungi dengan alga ataucynobacterium membentuk thallus. Alga ataucynobacterium(yang juga memfiksasi N 2 )menghasilkan CO2 (digunakan fungi dalam kondisianaerob pada siklus TCA perubahan piruvatmenjadi oksaloasetat).Sebagai pengganti, fungi menyediakan nutrien danmembantu mengatur air dan keperluan cahaya daripartnernya.