Ruang Lingkup dan Pentingnya Mikrobiologi Tanah

Organisme hidup baik jenis tanaman dan hewan merupakan komponen penting tanah. Meskipun organisme ini hanya membentuk sebagian kecil (kurang dari satu persen) dari total massa tanah, namun organisme ini berperan penting dalam mendukung komunitas tumbuhan di permukaan bumi. Sambil mempelajari ruang lingkup dan pentingnya mikrobiologi tanah, ekosistem tumbuhan-tumbuhan-hewan harus diperhitungkan. Oleh karena itu, ruang lingkup dan pentingnya mikrobiologi tanah, dapat dipahami dengan cara yang lebih baik dengan mempelajari aspek seperti:

• Tanah sebagai sistem kehidupan
• Mikroba tanah dan pertumbuhan tanaman
• Mikroorganisme tanah dan struktur tanah
• Dekomposisi bahan organik
• Formasi humus
• Elemen biogeokimia
• Mikroorganisme tanah sebagai agen bio-kontrol
• Mikroba tanah dan perkecambahan biji

1. Tanah sebagai sistem kehidupan:

Di dalam tanah dihuni oleh beragam kelompok organisme hidup, baik mikro flora (jamur, bakteri, alga dan actinomycetes) dan mikro-fauna (protozoa, nematoda, cacing tanah, semut, dan yang lainnya). Kepadatan organisme hidup di tanah sangat tinggi yaitu sebanyak miliaran / gm tanah, biasanya kepadatan organisme kurang diolah daripada tanah yang tidak dibudidayakan / perawan dan populasi menurun dengan tingkat keasaman tanah. Tanah atas, lapisan permukaan mengandung sejumlah besar mikroorganisme karena dipasok dengan baik dengan oksigen dan nutrisi. Lapisan bawah / lapisan tanah habis dengan oksigen dan nutrisi sehingga mengandung lebih sedikit organisme. Ekosistem tanah terdiri dari organisme yang keduanya, autotrof (Alga, BOA) dan heterotrof (jamur, bakteri). Organisme autotrof menggunakan karbon anorganik dari CO2 dan merupakan “produsen utama” bahan organik, sedangkan heterotrof menggunakan karbon organik dan merupakan dekomposer / konsumen.

2. Mikroba tanah dan pertumbuhan tanaman:

Mikroorganisme yang bersifat sementara dan mikroskopis (berukuran kecil), secara universal terdapat di tanah, air dan udara. Selain mendukung pertumbuhan berbagai sistem biologis, mikroba tanah dan tanah merupakan media terbaik untuk pertumbuhan tanaman. Fauna dan flora tanah mengubah nutrisi organik kompleks menjadi bentuk anorganik sederhana yang mudah diserap oleh tanaman untuk pertumbuhan. Selanjutnya, mereka menghasilkan berbagai zat seperti IAA, giberelin, antibiotik, dll yang secara langsung atau tidak langsung mendorong pertumbuhan tanaman.

3. Mikroba tanah dan struktur tanah:

Struktur tanah bergantung pada agregat stabil partikel tanah. Organisme tanah berperan penting dalam agregasi tanah tersebut. Konstituen tanah adalah yaitu bahan organik, polisakarida, lignin dan gusi, disintesis oleh mikroba tanah berperan penting dalam penyemen / pengikatan partikel tanah. Selanjutnya, sel dan helai miselium dan aktinomisetes, Vormicasts dari cacing tanah juga ditemukan berperan penting dalam agregasi tanah. Mikroorganisme tanah yang berbeda, memiliki agregasi tanah / sifat pengikatan tanah dinilai dalam urutan sebagai jamur> aktinomisetes> bakteri penghasil gusi> ragi.
Contohnya adalah: Jamur seperti Rhizopus, Mucor, Chaetomium, Fusarium, Cladasporium, Rhizoctonia, Aspergillus, Trichoderma dan Bakteri seperti Azotobacter, Rhizobium, Bacillus dan Xanlhomonas.

4. Mikroba tanah dan dekomposisi bahan organik:

Bahan organik tidak hanya berfungsi sebagai sumber makanan untuk mikroorganisme tetapi juga memasok energi untuk proses metabolisme penting yang merupakan ciri makhluk hidup. Mikroorganisme seperti jamur, actinomycetes, bakteri, protozoa dan lain-lain dan organisme makro seperti cacing tanah, rayap, serangga dll memainkan peran penting dalam proses dekomposisi bahan organik dan pelepasan nutrisi tanaman di tanah. Dengan demikian, bahan organik yang ditambahkan ke tanah diubah oleh dekomposisi oksidatif menjadi nutrisi / zat sederhana untuk pertumbuhan tanaman dan residunya diubah menjadi humus.

Bahan / zat organik meliputi selulosa, lignin dan protein (di dinding sel tanaman), glikogen (jaringan hewan), protein dan lemak (tumbuhan, hewan). Selulosa terdegradasi oleh bakteri, terutama genus Cytophaga dan genera lainnya (Bacillus, Pseudomonas, Cellulomonas, dan Vibrio Achromobacter) dan genera jamur (Aspergillus, Penicilliun, Trichoderma, Chactomium, Curvularia). Lignin dan protein sebagian dicerna oleh jamur, protozoa dan nematoda. Protein terdegradasi ke asam amino individu terutama oleh jamur, actinomycetes dan Clostridium. Di bawah kondisi anaerobik tanah tergenang air, metana adalah produk yang mengandung karbon utama yang dihasilkan oleh genera bakteri (anaerob ketat) Methanococcus, Methanobacterium dan Methanosardna.

5. Mikroba tanah dan pembentukan humus:

Humus adalah residu organik di dalam tanah akibat dekomposisi residu tanaman dan hewan di tanah, atau merupakan bahan residu organik yang sangat kompleks di tanah yang tidak mudah terdegradasi oleh mikroorganisme, atau merupakan senyawa organik. zat amorf berwarna coklat muda / gelap yang tersusun dari bahan organik sisa bersama dengan mikroorganisme mati.

6. Mikroba tanah dan elemen biogeokimia:

Kehidupan di bumi bergantung pada elemen dari keadaan organik / unsur mereka ke senyawa anorganik, lalu ke senyawa organik dan kembali ke keadaan elementalnya. Proses biogeokimia di mana senyawa organik dipecah menjadi senyawa anorganik atau unsur penyusunnya diketahui “Mineralisasi”, atau konversi mikroba senyawa organik kompleks menjadi senyawa anorganik sederhana dan unsur penyusunnya dikenal sebagai mineralisasi.

Mikroba tanah berperan penting dalam siklus biogeokimia di biosfer dimana unsur penting (C, P, S, N & Besi dll.) Mengalami transformasi kimia. Melalui proses mineralisasi karbon organik, nitrogen, fosfor, belerang, besi dll dibuat tersedia untuk digunakan kembali oleh tanaman.

7. Mikroba tanah dan fiksasi N2 biologis:

Konversi nitrogen atmosfir ke dalam amonia dan nitrat oleh mikroorganisme dikenal sebagai fiksasi nitrogen biologis.

Fiksasi nitrogen di atmosfer sangat penting karena alasannya:

• Nitrogen tetap hilang melalui proses siklus nitrogen melalui denitrifikasi.
• Permintaan nitrogen tetap oleh biosfer selalu melebihi ketersediaannya.
• Jumlah nitrogen yang secara kimiawi dan proses petir tetap sangat kurang (yaitu 0,5%) dibandingkan dengan nitrogen yang tetap secara biologis.
• Pupuk nitrogen hanya menyumbang 25% dari total kebutuhan dunia sementara fiksasi nitrogen hayati menyumbang sekitar 60% nitrogen tetap bumi.
• Pembuatan pupuk nitrogen dengan proses “Haber” mahal dan memakan waktu.

Jumlah mikroorganisme tanah melakukan proses fiksasi nitrogen biologis pada tekanan atmosfir normal (1 atmosfir) dan temperatur (sekitar 20 ° C).

Dua kelompok mikroorganisme terlibat dalam proses BNF.
A. Non-simbiosis (free living) dan B. Symbiotic (Asosiatif)

Non-simbiosis (hidup bebas): Bergantung pada ada tidaknya oksigen, fiksasi n2 non-simbiosis organisme prokariotik dapat berupa heterotrof aerobik (Azotobacter, Pseudomonas, Achromobacter) atau autotrof aerobik (Nostoc, Anabena, Calothrix, BGA) dan heterotrof anaerobik ( Clostridium, Kelbsiella Desulfovibrio) atau Autotrof anaerobik (Chlorobium, Chromnatium, Rhodospirillum, Meihanobacterium dll)

Simbiosis (Asosiatif): Organisme yang terlibat adalah Rhizobium, Bratfyrhizobium dalam kacang-kacangan (aerobik): Azospirillum (rumput), Actinonycetes panik (dengan Casuarinas, Alder).

8. Mikroba tanah sebagai agen biokontrol:

Beberapa bioformulasi ecofriendly asal mikroba digunakan di pertanian untuk pengelolaan penyakit tanaman, hama serangga, gulma, dll.: Trichoderma sp dan Gleocladium sp yang efektif untuk pengendalian biologis penyakit benih dan penyakit tanah. Genera jamur Entomophthora, Beauveria, Metarrhizium dan protozoa Maltesia grandis. Malameba locustiae dll digunakan dalam pengelolaan hama serangga. Virus polyhydrosis nuklir (NPV) digunakan untuk mengendalikan worm cacing Heliothis / American. Bakteri seperti Bacillus thuringiensis (pemberantasan hama pertanian). Pseudomonas digunakan dalam kapas terhadap tempat daun sudut dan cacing boll.

8. Degradasi pestisida di dalam tanah oleh mikroorganisme:

Tanah menerima bahan kimia beracun yang berbeda dalam berbagai bentuk dan menyebabkan efek buruk pada mikroba mikro tanah yang bermanfaat, fauna mikro, tumbuhan, hewan dan manusia. Berbagai mikroba hadir di tanah berperan sebagai pemulung bahan kimia berbahaya ini di dalam tanah. Pestisida / bahan kimia yang sampai ke tanah ditindaklanjuti oleh beberapa kekuatan fisik, kimia dan biologi yang diberikan oleh mikroba di dalam tanah dan mereka terdegradasi menjadi zat tidak beracun dan dengan demikian meminimalkan kerusakan yang disebabkan oleh pestisida ke ekosistem. Sebagai contoh, genera bakteri seperti Pseudomonas, Clostridium, Bacillus, Thiobacillus, Achromobacter dll dan genera jamur seperti Trichoderma, Penicillium, Aspergillus, Rhizopus, dan Fusarium berperan penting dalam degradasi bahan kimia / pestisida beracun di dalam tanah.

9. Biodegradasi hidrokarbon:

Hidrokarbon alami di tanah seperti wax, parafin, minyak dll terdegradasi oleh jamur, bakteri dan actinomycetes. Misalnya. etana (C2 H6) hidrokarbon parafin dimetabolisme dan terdegradasi oleh Mycobacteria, Nocardia, Streptomyces, Pseudomonas, Flavobacterium dan beberapa jenis jamur atau bakteri lainnya. Silakan baca juga: Fungsi / Peran Tanah Humus Bagi Tanaman Pertanian.