II TINJAUAN PUSTAKA
2.2 Mikroorganisme Tanah
Di dalam tanah, masing-masing organisme memerankan peranan penting dalam ekosistem. Peranan tersebut terutama terkait dengan aliran energi dan siklus unsur hara sebagai akibat utama dari aktivitas organisme hidup, yaitu tumbuh dan berkembang (Alexander 1991). Mikroorganisme yang menghuni tanah dapat dikelompokan menjadi bakteri, aktinomycetes, fungi, alga dan protozoa.
2.2.1 Bakteri
Bakteri merupakan kelompok mikroorganisme dalam tanah yang paling dominan dan mungkin meliputi separuh dari biomasa mikroorganisme dalam tanah. Bakteri terdapat pada berbagai tipe macam tanah tetapi populasinya menurun dengan bertambahnya kedalaman tanah. Pada kondisi anaerob, bakteri mendominasi tempat dan melaksanakan kegiatan mikrobiologi dalam tanah. Hal tersebut terjadi karena jamur dan aktinomycetes tidak dapat tumbuh baik pada keadaan tanpa adanya oksigen. Populasi bakteri di dalam tanah dipengaruhi oleh faktor-faktor antara lain, yaitu kandungan air, tekstur tanah, ketersediaan substrat organik dalam tanah, pH, praktek pertanian, pemupukan, pemakaian pestisida dan penambahan bahan organik. Dalam tanah terdapat bakteri autotrof maupun heterotrof (Rao 1994). Bakteri autotrof merupakan bakteri tanah yang memperoleh energi dari oksidasi mineral seperti ammonium, belerang atau besi. Bakteri heterotrof merupakan bakteri yang memperoleh energi dari bahan organik (Supardi 1983).
Menurut Handayanto (2007) jumlah biomasa dan diversitas bakteri di dalam tanah produktif umumnya mengandung antara 100 juta sampai 1 milyar (108 – 109) bakteri per gram tanah kering. Sebagian besar bakteri dapat dijumpai secara individu atau dalam bentuk koloni. Terdapat dua divisi utama bakteri ditinjau dari ekologinya, yaitu (1) indigenus (Autochthonous); penghuni sebenarnya yang permanen, dan (2) bukan penghuni atau pendatang (Allochthonous); penyerang atau penjelajah; masuk ke tanah melalui curah hujan, jaringan penyakit, kotoran ternak atau limbah; bakteri dapat tinggal dan tumbuh tetapi tidak jelas kontribusinya pada transformasi biologi. Selain kedua kelompok di atas dikenal juga kelompok zymogenous, yaitu bakteri mempunyai aktivitas tinggi jika bahan organik ditambahkan ke dalam tanah.
4
2.2.2 Fungi
Fungi mempunyai jumlah yang lebih sedikit dibandingkan dengan bakteri di dalam tanah. Fungi dominan pada tanah yang asam karena lingkungan asam tidak baik untuk bakteri atau aktinomycetes sehingga fungi dapat memonopoli pemanfaatan substrat alami dalam tanah (Waksman 1963).
Pada tanah-tanah beraerasi baik, fungi merupakan biomasa mikroorganisme paling besar jumlahnya, yaitu dapat mencapai 2 x 104 sampai 1 x 106 propagul/gram tanah. Sebaran fungi di dalam tanah sangat ditentukan oleh ketersediaan bahan organik. Karena fungi memerlukan karbon dan oksigen, maka biasanya fungi dijumpai di bagian atas tanah (Handayanto, 2007). Keadaan optimum bagi perkembangan fungi yaitu antara pH 4,5 – 5,5. Jika kemasaman tanah berkurang jumlah fungi menurun, sedang jumlah bakteri dan aktinomycetes bertambah. Fungi hidup pada tempat yang lembab, air sangat dibutuhkan fungi untuk melarutkan bahan organik dan sebagai alat pengangkut makanan dan membantu difusi oksigen (Sutedjo 1991).
2.2.3 Aktinomycetes
Aktinomycetes merupakan mikroorganisme yang banyak dijumpai dalam tanah setelah bakteri, jumlahnya berkisar antara 15 – 20 juta tiap gram tanah kering. Aktinomycetes banyak dijumpai dalam tanah yang berkadar humus tinggi, seperti padang rumput atau padang penggembalaan yang tua. Penambahan pupuk kandang merangsang perkembangan aktinomycetes, terutama pada kemasaman sedang (Supardi 1983).
Aktinomycetes sangat berperan dalam pelapukan bahan organik dan pembebasan unsur hara. Kapasitas aktinomycetes menyederhanakan humus sangat penting bagi mineralisasi nitrogen. Sejumlah nitrogen akan berada dalam senyawa humik dan tidak tersedia bagi tanaman apabila tidak diuraikan oleh aktinomycetes. Oleh karena kemampuan itu maka aktinomycetes disejajarkan dengan bakteri dan fungi sebagai faktor kesuburan tanah yang penting (Supardi 1983).
Pada umumnya aktinomycetes tidak dapat tumbuh baik pada tanah-tanah basah. Temperatur optimum untuk pertumbuhan aktinomycetes adalah 28 – 37oC, pertumbuhannya terhambat pada temperatur 5oC. Namun demikian, ada juga aktinomycetes termofilik yang dapat tumbuh pada suhu 55 - 65oC pada timbunan kompos. Aktinomycetes dapat tumbuh pada kisaran pH 4-10, tetapi pada pH < 5 populasi aktinomycetes < 1% dari populsi mikrob. Aktinomycetes tidak toleran masam, tetapi toleran terhadap basa. Aktinomycetes mempunyai peranan penting pada pH tinggi, yaitu dapat melapukan berbagai substrat karbon dalam bentuk polimer yang resisten seperti khitin, selulosa dan hemiselulosa. Pada pH netral atau masam, proses pelapukan ini umumnya dilakukan oleh bakteri dan atau fungi (Handayanto 2007).
2.2.4 Protozoa
Protozoa merupakan invertebrata yang paling banyak dijumpai dan merupakan hewan paling sederhana, bersel tunggal dan diperkirakan ada 30.000 spesies. Ukuran tubuhnya beberapa kali lebih besar dibandingkan bakteri.
5 Berdasarkan bentuknya protozoa dikelompokan menjadi tiga kelompok yaitu ciliate, amoeba dan flagelata (Martinez 1985 dalam Handayanto 2007).
Di dalam tanah, protozoa umumnya hanya ditemui pada lapisan atas tanah (kedalaman 15 - 20 cm), karena katergantungan protozoa pada mikroba yang digunakan sebagai makanannya. Secara umum, tanah dengan kandungan liat tinggi mengandung lebih tinggi jumlah protozoa ukuran kecil (flagelata dan amoeba telanjang) sedangkan tanah bertekstur kasar lebih banyak mengandung flagelata besar, amoeba dua jenis dan ciliate (Madigan et al. 2000).
Kondisi lingkungan yang cocok untuk pertumbuhan protozoa adalah pada kondisi aerob, pH 3,5 - 9, tapi toleransinya bervariasi tergantung spesiesnya. Temperatur tinggi dapat membunuh protozoa karena protozoa merupakan organisme medofilik (memerlukan temperature sedang). Air diperlukan untuk protozoa berbentuk ciliate, sementara flagelata lebih tahan kering. Tidak adanya air atau makanan menyebabkan pembentukan kista sebagai mekanisme bertahan hidup. Protozoa dapat bertahun-tahun sebagai kista (Handayanto 2007).
2.2.5 Alga
Seperti halnya tanaman, alga umumnya menggunakan energi sinar matahari untuk membuat makanannya melalui proses fotosintesis. Alga menangkap energi matahari dan menghasilkan lebih banyak oksigen (produk samping fotosintesis) dibandingkan tanaman. Oleh karena itu alga dianggap sebagai organisme fotosintesis terpenting di bumi. Bersama-sama protozoa dan hewan kecil lainnya dalam air membentuk suatu komunitas yang disebut ‘plankton’ sebagai sumber utama energi dan makanan untuk ikan dan hewan air lainnya. Alga juga menghasilkan sejumlah besar polisakarida ekstraseluler yang dapat berperan sebagai senyawa yang membantu agregasi tanah yang dapat memperbaiki struktur tanah, selain itu alga juga mempunyai kemampuan menambat nitrogen simbiotik maupun non-simbiotik dengan menggunakan enzim nitrogenase. Jumlah alga di dalam tanah umumnya 103 – 104 sel/g tanah. Jumlah alga bisa mencapai 108 sel/g tanah tergantung pada kondisi tanahnya. Alga membentuk simbiosis dengan fungi untuk membentuk lichen (Handayanto 2007).
Alga tanah dibagi menjadi tiga golongan umum, yaitu (1) hijau-biru; (2) hijau; dan (3) diatom. Alga golongan tumbuhan (hijau dan hijau-biru) umumnya berada pada lapisan tanah teratas. Alga diatom umumnya berada pada dasar perairan. Pertumbuhan alga sangat dipengaruhi oleh penambahan pupuk kandang (Supardi 1983).