Kesuburan Biologi (Mikrobiologi) Tanah

Tanah dikatakan subur bila mempunyai kandungan dan keragaman biologi yang tinggi

Table 1. Maximum number and biomass (live weight) of soil organisms in a highly fertile grassland soil

Organisme (mikroorganisme) tanah penting dalam kesuburan tanah karena
1. berperan dalam siklus energi
2. berperan dalam siklus hara
3. berperan dalam pembentukan agregat tanah
4. menentukan kesehatan tanah (suppressive / conducive terhadap munculnya penyakit terutama penyakit tular tanah-soil borne pathogen)

1. Siklus energi
- Sumber energi utama adalah matahari yang diubah oleh tanaman melalui proses fotosintesis menjadi bahan organik
- Beberapa mikroorganisme mampu melakukan fotosinthesis (menangkap energi matahari: algae)
- Sumber energi yang lain adalah hasil oksidasi-reduksi mineral anorganik: S dan Fe
- Energi dalam bahan organik dimanfaatkan oleh organisme/mikroorganisme
- Organisme dekomposer: milipede dll.
- Mikroorganisme dekomposer: jamur dan bakteri
- Mikroorganisme yang tumbuh di rhizosfer memanfaatkan energi dalam eksudat akar: bakteri Azotobacter

2. Siklus hara
Mikroorganisme mempunyai peran yang sangat penting dalam siklus hara karena:
1. ukurannya yang kecil sehingga mempunyai rasio permukaan:volume yang sangat besar
 memungkinkan pertukaran material (hara) dari sel ke lingkungannya dengan sangat cepat
2. reproduksi yang sangat cepat (dalam hitungan menit)
3. distribusi keberadaan yang sangat luas

Macam-macam siklus hara penting
a. Siklus Nitrogen
- Pool N terbesar di udara sebagai gas N2
- N menjadi tersedia melalui proses fiksasi (kimia maupun mikrobiologis)
(nitrogen fixer: rhizobium dll)
- N organik (dalam jaringan mahluk hidup - bentuk protein, asam amino dan asam nukleat) menjadi N anorganik melalui proses mineralisasi NH4+ (ammonium) == MO dekomposer
- NH4+ mengalami Nitrifikasi oleh Nitrosomonas, Nitrosococcus dan Nitrosovibrio
- NO2- menjadi NO3- oleh Nitrobacter dan Nitrococcus
- NO3- mengalami Denitrifikasi menjadi NO2- oleh Pseudomonas, Bacillus dan Alcaligenes
- N anorganik dapat diasimilasi oleh mikroorganisme == Imobilisasi


b. Siklus Sulfur
- Oksidasi sulfur menjadi sulfat oleh Thiobacillus, Arthrobacter dan Bacillus
2H2S + O2  2S + 2H2O
2S + 2H2O + 3O2  2SO42- + 4H+
S2O32- + H2O + 2O2  2SO42- + 2H+

- Reduksi Sulfat menjadi sulfida (S2-) oleh Desulphovibrio desulphuricans
2SO42- + 4H2  S2- + 4H2O
c. Siklus fosfor
- Fosfor di alam dalam bentuk terikat sebagai Ca-fosfat, Fe- atau Al-fosfat, fitat atau protein
- Mikroorganisme (Bacillus, Pseudomonas, Xanthomonas, Aerobacter aerogenes) dapat melarutkan P menjadi tersedia bagi tanaman

3. Pembentukan agregat tanah
- organisme tanah menghasilkan polimer organik (misal humic dan fulvic acids) yang mengikat partikel lempung menjadi mikro agregat
- pembentukan mikroagregat menjadi makro agregat dimediasi oleh bahan organik dan berbagai jenis mikro dan makroorganisme (bakteri, jamur-terutama jamur VAM, algae, cacing, semut, serangga dsb.).

4. Kesehatan tanah
- tanah suppressive terhadap patogen tular tanah umumnya mempunyai total mikroorganisme yang lebih besar dari tanah yang kondusif
- kompetisi nutrisi
- Amuba memakan jamur
- populasi Pseudomonas spp (antagonistic bakteria) atau Trichoderma tinggi