BIOLOGI TANAH

PENDAHULUAN

PERAN PENTING BIOLOGI TANAH KESUBURAN TANAH PERTUMBUHAN TANAMAN KELESTARIAN LINGKUNGAN

RUANG LINGKUP Susunan Komponen Struktural dan Fungsional Jasad Hidup Tanah Fungsi Metabolik dalam Daur Unsur Hara dan karbon Aspek Terapan Lingkungan

EKOSISTEM TANAH POPULASI KOMUNITAS ABIOTIK

EKOSISTEM

JASAD HIDUP TANAH DALAM STRUKTUR EKOSISTEM PRODUSEN (TANAMAN) KONSUMEN (HEWAN, MANUSIA) PEROMBAK (JASAD HIDUP TANAH)

CIRI STRUKTUR EKOSISTEM JUMLAH DAN JENIS KOMUNITAS HUBUNGAN ANTAR KOMUNITAS SUBSTANSI ANORGANIK DAN DISTRIBUSINYA

FUNGSI EKOSISTEM ALIRAN ENERGI (PANAS) DAUR HARA

LATIHAN TERSTRUKTURSetiap kelompok mahasiswa menyusun alat peraga dan menjelaskan komponen struktural ekosistem : tanah sawah padang rumput laut

BAHAN DISKUSI Uraikan apa yang akan terjadi apabila jasad hidup tanah tidak ada atau tidak berfungsi

JASAD HIDUP TANAH DALAM FUNGSI EKOSISTEM

PENGENDALI ALIRAN ENERGI AGEN ALIRAN NUTRISI/DAUR HARA

TANAH SEBAGAI EKOSISTEMBIOTIK FAUNA TANAH FLORA TANAH ABIOTIK PARTIKEL TANAH UDARA TANAH AIR TANAH

HABITAT BAGI JASAD HIDUP TANAH DAN TANAMAN

TUGAS MANDIRI Membuat ringkasan komponen fungsional ekosistem tanah sawah, padang rumput dan laut Membuat preparat sederhana biota tanah (dipresentasikan pada pertemuan ke-2)

JASAD HIDUP TANAH PENYUSUN JASAD HIDUP TANAH INTERAKSI ANTAR BIOTA TANAH INTERAKSI JASAD HIDUP TANAH DAN TANAMAN PERAN PENTING JASAD HIDUP TANAH

JASAD HIDUP TANAHFAUNAMIKROMETAZOA ARTROPODA

MESOPROTOZOA

MAKROSEMUT RAYAP CACING TANAH

AMOEBANEMATODA COLLEMBOLA

FLORA TANAHSTRUKTUR SEL SUMBER KARBON OTOTROF

KEBERADAAN

PROKARIOT EUKARIOT

autochtonous HETEROTROF zymogenSUMBER ENERGI FOTOTROF KEMOTROF

INTERAKSI ANTAR JASAD HIDUP TANAH TANAH HUBUNGAN YANG MENGUNTUNGKAN- ASOSIASI (Azotobacter sp, MPF) - SIMBIOSIS (Mikorhiza, Rhizobium)

HUBUNGAN YANG MERUGIKAN- PATOGENESIS (Patogen) - PARASITISME (Virus)

INTERAKSI JASAD MIKRO TANAH DENGAN TANAMAN Lingkungan Rhizosfer Senyawa Eksudat Tanaman Populasi Jasad Mikro Rhizosfer Pergerakan Mikroflora dalam Rhizosfer Tipe Asosiasi Jasad Hidup Tanah - Akar Tanaman

PERAN PENTING JASAD HIDUP TANAH DAUR UNSUR HARA PEMBENTUKAN BAHAN ORGANIK PENAMBATAN N2 BIOKONTROL BIOTEKNOLOGI

Bahan diskusi Uraikan keunikan tanah sebagai lingkungan tempat hidup jasad hidup!

TUGAS MANDIRI Membuat rangkuman salah satu peranan jamur, bakteri, dan cacing tanah dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman. Membuat ringkasan mengenai proses penting yang dikendalikan oleh jasad hidup tanah dalam mendukung status kesuburan tanah serta memilah jasad hidup yang terlibat dalam setiap proses tersebut

DAUR KARBON PERANAN JASAD HIDUP TANAH DALAM DAUR KARBON KARAKTERISTIK BAHAN ORGANIK TANAH SENYAWA HIDROKARBON DALAM TANAH JASAD HIDUP TANAH DALAM TRANSFORMASI SENYAWA HIDROKARBON PENGARUH FAKTOR LINGKUNGAN DALAM DAUR KARBON

C- hewan C-tumbuhan

A

B

Bahan organik tanah sel jazad mikro, residu pembusukan C E D

Karbon dioksida

A. Fotosintesis C. Respirasi hewan

B. Respirasi tanaman D. Jazad mikro ototrofik E. Respirasi jazad mikro Gambar 4.1 Skema Daur Karbon Tanah

PERANAN JASAD HIDUP TANAH DALAM DAUR KARBON PRODUSEN KARBON PRIMER KONSUMEN DEKOMPOSER ada 3 proses utama : DEKOMPOSISI MINERALISASI RESPIRASI

KARAKTERISTIK BAHAN ORGANIK JENIS (RESIDU TANAMAN, LIMBAH TERNAK, SEL-SEL JASAD MIKRO) JUMLAH (TGT PENGGUNAAN LAHAN) KOMPOSISI (TGT JENIS TANAMAN)

SENYAWA HIDROKARBON DALAM TANAHSUMBER : EKSKRESI BINATANG TANAH EKSUDASI TUMBUHAN SISA-SISA TUMBUHAN DAN BINATANG YANG TELAH MATI PESTISIDA

JASAD HIDUP TANAH DALAM TRANSFORMASI SENYAWA HIDROKARBON

JASAD HIDUP TANAHSENYAWA KOMPLEKS

DIPECAH HIDROKARBON DALAM TANAH PERUBAHAN

DISINTESIS

SENYAWA KOMPLEKS

FAKTOR LINGKUNGAN

BAHAN DISKUSI

Uraikan apa yang akan terjadi apabila tidak berfungsinya : organisme heterotrof Organisme ototrof

TRANSFORMASI HIDROKARBON MELIBATKAN JASAD MAKRO DAN MIKROTRANSFORMASI ADA 2 : 1. NON BIOLOGI 2. BIOLOGI : a. Senyawa hk diubah menjadi suatu metabolit

intermedier yang normal dan digunakan sbg penyusun selnya b. Senyawa hk diubah menjadi senyawa yang tidak dapat digunakan/sedikit digunakan sebagai substratIni dikenal sebagai Kometabolisme (Kooksidasi)

PENGARUH FAKTOR LINGKUNGAN DALAM DAUR KARBON

TANAH

JASAD HIDUP

LINGKUNGAN

ASPEK LINGKUNGAN DAUR KARBON

PEMANASAN GLOBAL

Latihan Terstruktur Membuat rangkuman peranan biota tanah dalam daur karbon dan proses perombakan serasah organik Presentasi mengenai peranan biota tanah dalam daur karbon dan proses perombakan serasah organic

Tugas Mandiri/PR Membuat rangkuman perombakan bahan organik dalam kondisi aerob dan anaerob (dipresentasikan pada pertemuan ke-4) Membuat rancangan penelitian sederhana mengenai perombakan bahan organik dan pengaruh bahan organik bagi kesuburan tanah

DAUR SULFUR TINJAUAN UMUM TRANSFORMASI BIOLOGI SULFUR OKSIDASI DAN REDUKSI SENYAWA SULFUR OLEH JASAD MIKRO PENGUAPAN SENYAWA SULFUR DARI DALAM TANAH ASPEK LINGKUNGAN POLUTAN SULFUR

TINJAUAN UMUM FUNGSI : BAGIAN DARI ASAM AMINO, SUMBER ENERGI METABOLIK SUMBER : KERAK BUMI BENTUK : ORGANIK (90 %) TANAH : INORGANIK , 25%

TRANSFORMASI BIOLOGI SULFUR

reduksi dan oksidasi mineralisasi dan imobilisasi reaksi volatilisasi

OKSIDASI DAN REDUKSI SENYAWA SULFUR OLEH JASAD MIKROOksidasi senyawa sulfur PROSES : sulfur elemental (So) dioksidasi menjadi sulfit dan sulfat JASAD MIKRO : kemotrof (Thiobacillus), fototrof (bakteri sulfur hijau dan ungu), dan kemoheterotrof (beberapa bakteri dan jamur) Reduksi sulfat PROSES : sulfat menjadi hidrogen sulfide JASAD MIKRO : bakteri pereduksi sulfat dalam suasana anaerob (bakteri Desulfovibrio spp, Desulfomonas spp, Desulfotomaculum spp ) Akibat : korosi pipa-pipa di dalam tanah, polusi ferosulfat dan hidrogen sulfat.

PENGUAPAN SENYAWA SULFUR DARI DALAM TANAH CONTOH : H2S ASAL : AKTIVITAS JASAD MIKRO (PEROMBAKAN BO, SUMBER SULFUR ANORGANIK) DAN AKTIVITAS MANUSIA (ENERGI FOSSIL)

ASPEK LINGKUNGAN DAUR SULFUR TERBENTUK TANAH SULFAT MASAM DEPOSISI SENYAWA SULFUR ATMOSFER DI DALAM TANAH HUJAN ASAM

Bahan Diskusi KelompokLangkah-langkah apa yang dapat dilakukan dalam budidaya pertanian di lahan-lahan sulfat masam? Latihan Terstruktur Mengulas dan merangkum perbedaan sumber-sumber sulfur yang masuk ke dalam tanah di daerah industri dan daerah pertanian Mengulas proses yang dapat dialami oleh senyawa sulfur di dalam tanah Tugas Mandiri/PR Meringkas Bab 15 dari buku Principles and Applications of Soil Microbiology tentang Transformasi Sulfur (dibahas pada pertemuan ke-6) Membaca artikel tentang daur nitrogen

DAUR NITROGEN TINJAUAN UMUM PENAMBATAN NITROGEN MINERALISASI/IMOBILISASI N NITRIFIKASI DENITRIFIKASI

DIPERLUKAN PALING BANYAK OLEH TANAMAN BAGIAN DARI ASAM AMINO MEMPENGARUHI KUALITAS AIR DAN ATMOSFER

Daur nitrogenN2Atmosfer

Fiksasi Nonsimbiotik Fiksasi Simbiotik Herbivora Tanaman Tanah Dekomposisi

NO3Nitrifikasi

Organik N

AmmonifikasiImmobilisasi NH4+

Assimilasi/ disimilasi Reduksi N03-

PENAMBATAN NITROGENENZIMATIK (NITROGENASE) SENSITIF TERHADAP OKSIGEN PROSES : N2 NH3 65 % KEB. N PERTANIAN DUNIA Reaksi : N2 + 8H+ + 8e_ + 16 Mg ATP 2NH3 + H2 + 16 Mg ADP + 16 Pi

SISTEM

FREE LIVING (Azotobacter sp) ASOSIASI (Azospirillum sp) SIMBIOSIS (Rhizobium sp)

FREE LIVING KONDISI : aerob, mikroaerofilik & anaerob LOKASI : tanah di luar rhizosfer FAKTOR : sumber energi, kombinasi nitrogen (amonium dan nitrat), pengaruh oksigen terhadap enzim nitrogenase, dan pengaruh lingkungan lainnya JASAD MIKRO : Azotobacter, Azospirillum, dan Methanosarcina. JUMLAH : SANGAT RENDAH

ASOSIASI LOKASI : rhizosfer, korteks, jaringan vaskular akar, musigel JASAD MIKRO :Acetobacter diazotrophicus Jumlah : 5 25 kg N/ha/th.

SIMBIOSIS

LEGUMINOSE DAN RHIZOBIUM FRANKIA DAN AKTINOMISETES AZOLLA DAN CYANOBACTERIUM

RHIZOBIUM DAN LEGUMINOSE CIRI : TERBENTUK BINTIL AKAR JUMLAH : 57 169 Kg N/Ha/Th PROSES : INFEKSI, PENETRASI, PEMBENTUKAN BENANG INFEKSI, PEMBENTUKAN BAKTEROID, PEMBENTUKAN BINTIL AKAR

CATATAN PENTING

INFEKTIVITAS STRAIN SELEKTIVITAS EFEKTIVITAS

CATATAN Bintil akar efektif : bagian dalam berwarna merah Faktor pembentukan bintil dan penambatan N2 : pH, suhu, unsur hara, salinitas dan alkalinitas.

Frankia dan aktinorhizal Simbiosis anta Frankia & tanaman angiosperma Ciri : terbentuknya bintil Manfaat : tanaman kehutanan dan reklamasi tambang Jumlah N : 57 169 kg N2/ha/th.

Anabaena azollae Manfaat : pupuk hijau lahan sawah Sifat : mudah dekomposisi karena rasio C/N rendah Organela : heterosit cyanobacterium Aplikasi : meningkatkan produksi padi sawah sebesar 1 ton/ha.

Bahan Diskusi KelompokKebutuhan nitrogen pada areal pertanian sebagian dapat dipenuhi oleh penambatan biologi N2. Jumlah tersebut belum mencukupi kebutuhan tanaman. Diskusikan apa yang dapat anda lakukan untuk mengoptimalkan produksi tanaman pertanian pada kondisi demikian!

Bahan Diskusi KelompokBagaimana strategi pengaturan kondisi lingkungan yang diperlukan supaya proses penambatan biologi N2 dapat berjalan dengan baik untuk tanaman-tanaman berikut : tebu padi sawah

Bahan Diskusi Kelompok Buatlah bagan ilustrasi fiksasi biologi N yang dilengkapi dengan contoh organisme, tanaman, sistem yang terlibat dan kondisi lingkungan yang diperlukan! Tugas Mandiri/PR Setiap mahasiswa menyusun makalah ringkas (font 12, 1,5 spasi, 5 halaman) mengenai pengaruh fiksasi biologi N terhadap pertumbuhan tanaman dalam sistem monokultur, tumpangsari dan tumpang gilir (dipresentasikan pada pertemuan ke-8).

Mineralisasi dan Imobilisasi Nitrogen

Definisi : pembentukan nitrogen Anorganik dari nitrogen organik Proses : amonifikasi dan nitrifikasi Kondisi : aerob

Mineralisasi nitrogenAmonifikasi Enzim :

ekstraseluler (proteinase, protease, peptidase, kitinase, kitobiase, lisozim, endonuklease, eksonuklease, urease) intraseluler (deaminase) mikroba Jasad mikro : heterotrof

Nitrifikasi Jasad mikro : nitrosomonas, nitrosococcus, nitrosospira (pengoksidasi NH3) nitrobacter, nitrospina, nitrococcus, dan nitrospira (pengoksidasi N02). Reaksi yang terjadi dalam proses nitrifikasi adalah : NH3 + 1,5 O2 NO2- + H+ + H2O NO2- + O2 NO3-

MineralisasiReaksi : NH3 + 1,5 O2 NO20 + H+ + H2O NO2- + O2 NO3Faktor : populasi bakteri nitrifikasi, aerasi tanah, ketersediaan substrat, pH tanah, faktor lingkungan, penghambat alelokimia

Imobilisasi Konversi N-anorganik menjadi N-organik Prediksi berdasarkan rasio C/N : < 20/1 : mineralisasi > 20/1 : imobilisasi Rasio C/N : Bakteri : 4 - 5 Jamur : 15

Denitrifikasi Nitrogen Definisi : reduksi nitrat menjadi gas nitrogen (N0, N20 dan N2) Kondisi : anaerob Bakteri : organotrof (Alcaligenes, Agrobacterium, Azospirillum) fototrof ( Rhodopseudomonas) dan Litotrof (Bradyrhizobium, Nitrosomonas, Thiobacillus)

ENZIMDenitrifikasi terjadi melalui 4 lintasan, diatur oleh 4 enzim Enzim yang terlibat : nitrat reduktase/Nar (mereduksi nitrat mjd nitrit) nitrit reduktase/Nir (mereduksi nitrit mjd oksida nitrit) oksida nitrit reduktase/Nor (mereduksi oksida nitrit mjd nitrous oksida) oksida nitrous reduktase/Nos, yang berfungsi untuk mereduksi nitrous oksida menjadi N2).

Faktor aerasi tanah ketersediaan nitrat ketersediaan karbon faktor lingkungan

ASPEK LINGKUNGAN DAUR NITROGEN kadar nitrat yang tinggi di dalam air tanah dan air permukaan kontribusi gas-gas nitrogen yang dapat menyebabkan terjadinya hujan asam, rusaknya lapisan ozon, pemanasan global eutrofikasi.

Bahan Diskusi Kelompok Bandingkan dan cari perbedaan antara penambatan N2 secara simbiotik dan asimbiotik! Pilih salah satu contoh tanaman leguminose yang memiliki bintil akar. Jelaskan proses pembentukan yang terjadi pada tanaman tersebut, berapa bintil akar yang dimilikinya, serta hitung jumlah bintil yang efektif. Latihan Terstruktur Membuat ilustrasi fiksasi biologi N yang dilengkapi dengan contoh jasad mikro, sistem yang terlibat dan kondisi lingkungan yang diperlukan Menduga mineralisasi dan imobilisasi N berdasarkan rasio C/N bahan organik Tugas Mandiri Setiap mahasiswa menyusun makalah ringkas (font 12, 1,5 spasi, 5 halaman) mengenai pengaruh fiksasi biologi N terhadap pertumbuhan tanaman dalam sistem monokultur, tumpangsari dan tumpang gilir (dipresentasikan pada pertemuan ke-8). Setiap mahasiswa membuat ringkasan artikel mengenai daur N

DAUR FOSFOR MINERALISASI DAN IMOBILISASI P PELARUTAN P-ANORGANIK KETERSEDIAAN P-ORGANIK KELARUTAN P-ANORGANIK

DAUR FOSFORPROSES MINERALISASI IMOBILISASI TERJERAP DISERAP TANAMAN

MINERALISASI P-ORGANIK Enzim : fosfatase (ekstraseluler) Jenis : fosfomonoesterase, fosfodiesterase, phytase Mineralisasi vs rasio C/P < 200/1 : mineralisasi > 300/1 : imobilisasi P 200 300/1 : sedikit perubahan ketersediaan P.

Pelarutan P-anorganikMekanisme : Melepaskan karbondioksida & bahan organik Asam karbonat : Ca-P dan Mg-P Asam organik : pengkhelat, Al-P, Fe-P, Ca-P, Mg-P Hasil : orthofosfat Jasad mikro :

bakteri (Bacillus, Pseudomonas, sp, Nitrosomnas sp,) jamur (Aspergillus sp, Penicillium sp dan Fusarium sp).

KONDISI REDUKSI & KETERSEDIAAN P PENGARUH : Fe-P dan Al-P FAKTOR : PENGGENANGAN DAN BO AKIBAT : reduksi ferro-P menjadi ferri-P

Bahan Diskusi Kelompok Jika suatu bahan limbah memiliki rasio C/N/P 500/20/1, apakah bahan tersebut akan mengalami mineralisasi atau imobilisasi? Apabila bahan tersebut mengalami imobilisasi, apa yang saudara dapat lakukan supaya terjadi mineralisasi P? Latihan Terstruktur Pendugaan kebutuhan P jasad mikro dalam proses dekomposisi bahan organik Kelompok mahasiswa menyusun dan mempresentasikan ketersediaan P dalam tanah yang disawahkan dan tidak disawahkan Tugas Mandiri membaca bahan ajar mengenai daur K

DAUR KALIUM TRANSFORMASI KALIUM IMOBILISASI KALIUM

SKEMA DAUR KALIUMK-hewan K-tumbuhan

Humus K-mikroba

K-tersedia

Laut

K-tertambat

PROSES DAN JASAD MIKRO Proses : perombakan bahan organik & pelarutan K-mineral Pelarutan K mineral : melalui dekomposisi lapisan silikat mineral liat dan pelarutan asam Jasad mikro pendekomposisi mineral liat : bakteri (Bacillus dan Pseudomonas) jamur (Aspergillus, Mucor dan Penicillium) Asam untuk melarutkan kalium : asam karbonat (heterotrof) asam organik (Clostridium pasteurianum & Aspergillus niger) asam nitrat dan sulfat (jasad mikro autotrof).

Keseimbangan Ion K

K (protoplasma)

K-terlarut K-mineral

Bahan Diskusi Kelompok Jelaskan berdasarkan Gambar 8.1., pada bagian mana terjadi proses : - Mineralisasi - Imobilisasi

DAUR KALSIUM DAN MAGNESIUM REAKSI KALSIUM DAN MAGNESIUM DALAM TANAH JASAD HIDUP TANAH DALAM DAUR KALSIUM DAN MAGNESIUM FAKTOR LINGKUNGAN DALAM DAUR KALSIUM DAN MAGNESIUM ASPEK PERTANIAN KALSIUM DAN MAGNESIUM

REAKSI Ca DAN Mg DALAM TANAHSumber kalsium mineral Ca (feldspar, amphibol, apatit atau Ca-fosfat, Ca-karbonat yaitu kalsit dan dolomit) Sumber magnesium mineral ferromagnesium (biotit, serpentin, hornblende, olivin, MgSO4, khlorit, illit, vermikulit dan montmorillonit).

Manusia

1

Tanaman

Ca dan Mg-organik Binatang Bahan mati/ biomassa jasad hidup tanah tanah

3

2 6 7

5

Ca dan Mg- tersediaKompleks Jerapan tanah Larutan tanah

Ca dan Mganorganik Batuan dan mineral

4

Daur kalsium dan magnesium terjadi secara biologis dan non biologis Transformasi biologi kalsium dapat terjadi dengan bantuan enzim atau tanpa enzim. Jasad hidup tanah : jasad makro (cacing tanah) jasad mikro (bakteri, jamur, aktinomisetes, algae dan protozoa)

Faktor Lingkungan suhu Cahaya kelembaban dan aerasi pH kejenuhan basa senyawa organik.

TRANSFORMASI BESI Sumber besi : kerak bumi Jenis sumber : mineral primer (olivin, augit, hornblende dan biotit) Oksida besi primer yang terdapat di dalam tanah antara lain adalah hematit dan magnetit

Proses pengkhelatan (pelarutan asam) Pengendapan Mineralisasi Serapan reduksi oksidasi.

Daur BesiTanama n MikrobaKhelat, pelarutan asam Pengendapan

Fe3+

Fe3+ Mineral

Fe3+

Residu Organik

Serapa nReduks i

Mineralisasi

Oksidasi

Fe2+

Fe2+ MineralPelarutan Pengendapan

Fe2+

Lingkungan Anaerob

Pelarutan Besi Pelaku : jasad mikro Mekanisme : metabolit dgn afinitas tinggi terhadap Fe3+ Contoh : asam dan senyawa organik. Pelarutan terjadi pada kondisi reduksi : Eh 200 mV (Fe2+ dominan) EH > 300 mV (Fe3+ dominan)

Oksidasi Besi Contoh reaksi ( Thiobacillus thioxidans) : FeSO2 + 7 O2 + 2H2O 2FeSO4 + 2H2SO4 (1) 4FeSO4 + O2 + 2H2SO4 2Fe(SO4)3 + 2H2O (2) 14Fe3+ + FeS2 + 8H2O 15 Fe2+ + 2SO42- + 16H+ (3) Fe2(SO4)3 + 6H2O 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 (4) Reaksi (1) dapat terjadi secara biologi maupun kimia. Reaksi (2) bersifat enzimatik Reaksi (3) bersifat spontan Reaksi (4) terjadi secara non biologi terbentuk Fe(OH)3 yang dapat menyelubungi jasad mikro.

Dekomposisi dan Pembentukan Senyawa Besi OrganikDekomposisi senyawa organik besi Produk : CO2 dan garam-garam besi Kondisi : aerob maupun anaerob Reaksi : Senyawa Fe-org CO2 + H + garam Fe3+

JASAD MIKRO Bakteri (Pseudomonas, Bacillus, Serratia, Acinetobacter, Klebsiella, Myzcobacterium, dan Corynebacterium) Jamur (jamur berfilamen) Aktinomisetes (Nocardia dan Streptomyces). Pembentukan coating senyawa besi humus : Pedomicrobium, Metallogenium, dan Seliberia

Pembentukan Biomassa besi kompleks besi dengan molekul organik (mudah dimineralisasi) berikatan dengan polisakarida jasad mikro dan tanaman (sukar disekomposisi) kompleks besi organik menyebabkan besi dapat bergerak turun di dalam profil tanah.

Perombakan Besi dalam Batuan dan MineralPelaku

Lichenes (batuan) jamur (mineral) eksudat pH turun Bakteri (mineral) asam 2-ketoglutarat.

Reduksi Besi Terjadi pada Eh < -200 mV Terbentuk lapisan gley pada tanah Reduksi Fe3+ Fe2+ terjadi secara enzimatik Enzim : nitrat reduktase (Nar) dan enzim lain yang tidak terlibat dalam metabolisme nitrat.

Aspek Penting Daur Fe pedogenesis deposit geologi bumi korosi pada pipa-pipa besi yang ditanam di dalam tanah efek penyumbatan (clogging of drains) siderofor pada bakteri pemacu tumbuh tanaman (BPGP).

Transformasi Mangan

Mn2+

Mn3+

Mn4+

MnO3.nH2O

Mn2.nH2O

ProsesOksidasi

Jasad mikro : Bakteri : Aerobacter, Bacillus, Corynebacterium, Pseudomonas jamur : Cladosporium, Curvularia, Helminthosporum, ChepalosporiumReduksi Jasad mikro : bakteri Kondisi : tanah tergenang, distimulasi dengan penambahan bahan organik, respirasi sel melalui metabolisme non enzimatik dan pembentukan asam organik.

Aplikasi Biologi Tanah dalam Bidang Pertanian dan Lingkungan

Bioremidiasi Tanah Tanah Terkontaminasi Gas Global

BIOREMIDIASI TANAH TERKONTAMINASI jenis polutan : PCE, TCE, TNT, logam, radionuklida, pestisida, BTEX, PAH, dan PCB Definisi bioremidiasi : strategi atau proses menggunakan jasad mikro, tanaman atau enzim jasad mikro dan tanaman untuk mendetoksifikasi kontaminan di dalam tanah dan lingkungan lainnya.

Proses Bioremidiasi

Biodegradasi Mineralisasi Kometabolisme.

Kriteria Bioremidiasi Jasad mikro harus berkualitas kontaminan target harus menjadi bioavailable tempat bioremidiasi harus memiliki kondisi yang kondusif untuk pertumbuhan jasad mikro dan tanaman atau aktivitas enzim biaya bioremidiasi tidak boleh lebih tinggi dibandingkan teknologi lain yang dapat mengurangi kontaminan.

Strategi Bioremidiasi Bioremidiasi pasif Biostimulasi Bioventing Bioaugmentasi Landfarming Komposting Fitoremidiasi

Keuntungan dan Tantangan Memerlukan biaya yang lebih murah kondisi kontaminan yang heterogen sulit memilih sistem yang paling sesuai untuk seluruh kontaminan

Gas GlobalGas terbanyak di atmosfer : nitrogen (78 %) oksigen (21 %) sisanya adalah gas-gas mikro (Trace Gas).

Komposisi Gas Mikro AtmosferPeningkatan Tahunan (%) Gas Konsentrasi (ppb) 1992 1980-an CO2 CH4 N2O CFC-12 355.000 1.714 311 0,5 0,400 0,800 0,250 4,000 1990-1992 0,14 0,27 0,15 0,026 50200 th 11-17 th 120 th 102 th 21 206 15.800 1 Waktu Aktif Potensial pemanasan Global relatifTerhadap CO2

NOx

0,005 10

1-10 hari

CO

40 - 20

1-4 bulan

Trace Gas sangat penting keseimbangan radiasi bumi, iklim global mengatur kemampuan atmosfer untuk membersihkan polutan di atmosfer sumber unsur hara bagi biosfer terutama gas nitrogen.

Sumber Gas dalam Tanah

karbon dioksida (25 %) methan (50 %) nitrous oksida (65 %) oksida nitrat (30 %) dll.

KONTROL UMUM PRODUKSI GAS

suhu Kelembaban potensial redoks ketersediaan substrat

Bahan Diskusi Kelompok Jelaskan peristiwa yang dapat terjadi pada inokulan yang ditambahkan ke daerah rhizosfer dan ke dalam tanah Bahas masing-masing studi kasus bioremidiasi pada bahan ajar, jelaskan keuntungan dan tantangannya. Jelaskan pengaruh penebangan hutan dan penghijauan kembali terhadap akumulasi karbon di atmosfer.

Latihan Terstruktur

Sekelompok mahasiswa mempresentasikan penelitian sederhana skala laboratorium mengenai daya hidup beberapa jasad mikro fungsional yang diaplikasikan ke daerah rhizosfer dan spermosfer

Tugas Mandiri

membuat makalah hasil penerapan Biologi Tanah di bidang pertanian dan lingkungan (dipresentasikan pada pertemuan ke-14)

Terimakasih