TINJAUAN PUSTAKA
2.2. Proses Dekomposisi Serasah
Dekomposisi dapat didefinisikan sebagai penghancuran bahan organik mati secara gradual yang dilakukan oleh agen biologi maupun fisika yang dipandang sebagai reduksi komponen-komponen organik menjadi berat molekul yang lebih rendah melalui mekanisme enzimatik. Dekomposer mengeluarkan enzim protease, selulase, ligninase yang menghancurkan molekul-molekul organik kompleks seperti protein dan karbohidrat dari tumbuhan yang telah mati (Sunarto, 2003).
Serasah tumbuhan dapat terdekomposisi menjadi enam kategori yaitu (1) selulosa, (2) hemiselulosa, (3) lignin, (4) gula terlarut, asam amino dan asam alifatik,
(5) larutan eter, alkohol, lemak, minyak, lilin, resin dan pigmen, (6) protein. Dekomposisi serasah dipengaruhi oleh urutan reaksi spesifik dan dengan bantuan sistem enzim-enzim tertentu yang dimiliki oleh jenis-jenis organisme tertentu (Dix and Webster, 1995).
Selulosa merupakan suatu polimer glukosa yang terdapat di alam yang menyusun komponen dinding sel tumbuhan. Komponen lain yang juga menyusun dinding sel tumbuhan seperti hemiselulosa dan lignin. Selulosa merupakan homopolisakarida yang tersusun atas unit-unit β-D-glukopiranosa (500-10000 residu gula) yang terikat satu sama lain melalui ikatan β-1,4 glikosidik. Hemiselulosa merupakan polimer glukosa yang dibangun oleh ikatan β-1,4 glikosidik dengan rantai lurus atau bercabang yang relatif pendek (100-300 residu gula) dibandingkan dengan selulosa. Lignin merupakan suatu polimer kompleks dengan bobot molekul yang tinggi dan tersusun oleh unit-unit fenilpropanoid yaitu alkohol kumaril, alkohol koniferil dan alkohol sinapil (Robinson, 1991).
Dalam proses dekomposisi serasah, komponen penyusun dinding sel inilah yang diuraikan oleh mikroorganisme sehingga dihasilkan bahan-bahan organik dan unsur hara yang diperlukan pada suatu ekosistem. Enzim yang terlibat pada dekomposisi selulosa adalah selulase. Selulase terdapat sebagai senyawa kompleks dan kombinasi enzim selulase berbeda antara satu organisme dengan organisme lainnya. Selulosa diubah menjadi rantai-rantai linear dan unit-unit disakarida (selobiosa) oleh enzim selulase. Menurut Moore-Landecker (1990), reaksi dekomposisi selulosa dapat dijelaskan rincian sebagai berikut:
Selulase Selulase Selobiose
Selulosa Rantai panjang Selobiosa Glukosa Anhidroglukosa β-1,4
Filed et al. (1993); Evans et al. (1994) menyatakan bahwa kelompok peroksidase (lignin peroksidase/LiP dan manganese peroksidase/MnP) yang menggunakan H2O2
dan lakase (polifenol oksidase) yang menggunakan molekul oksigen berperan dalam proses degradasi lignin.
Serasah dalam ekologi digunakan untuk dua pengertian yaitu sebagai lapisan bahan tumbuhan mati yang terdapat pada permukaan tanah dan bahan-bahan tumbuhan mati yang tidak terikat lagi pada tumbuhan. Serasah merupakan bahan organik yang mengalami beberapa tahap proses dekomposisi dapat menghasilkan zat yang penting bagi kehidupan dan produktivitas perairan terutama dalam peristiwa rantai makanan (Arif, 2007).
Menurut Nybakken (1993) terdapat tiga tahap proses dekomposisi serasah yaitu (1) proses leaching merupakan mekanisme hilangnya bahan-bahan yang terdapat pada serasah atau detritus akibat curah hujan atau aliran air, (2) penghawaan (wathering) merupakan mekanisme pelapukan oleh faktor-faktor fisik seperti pengikisan oleh angin atau pergerakan molekul air dan (3) aktivitas biologi yang menghasilkan pecahan-pecahan organik oleh makhluk hidup yang melakukan proses dekomposisi.
Hasil analisis laboratorium menunjukkan bahwa salah satu bagian tersebut adalah daun yang mempunyai unsur hara karbon, nitrogen, fosfor, kalium, kalsium,
dan magnesium. Ketika gugur ke permukaan substrat, daun-daun yang banyak mengandung unsur hara tersebut tidak langsung mengalami pelapukan atau pembusukan oleh mikroorganisme, tetapi memerlukan bantuan hewan-hewan yang disebut makrobentos. Makrobentos ini memiliki peranan yang sangat besar dalam penyediaan hara bagi pertumbuhan dan perkembangan pohon-pohon mangrove maupun bagi mangrove itu sendiri. Makrobentos berperan sebagai dekomposer awal yang bekerja mencacah-cacah daun-daun menjadi bagian-bagian kecil, yang kemudian akan dilanjutkan oleh organisme yang lebih kecil lagi yaitu mikroorganisme. Pada umumnya keberadaan makrobentos dapat mempercepat proses dekomposisi serasah daun tersebut (Hogart, 1999).
Kecepatan dekomposisi serasah daun hingga dapat menyatu ke dalam tanah mineral juga tergantung pada faktor fisik dan jenis tumbuhan itu sendiri. Pada komunitas tumbuhan tertentu, produksi serasah akan tinggi sedangkan kecepatan pelapukan serasah akan berlangsung lambat. Dalam hal ini, serasah dapat terakumulasi pada permukaan tanah sampai kedalaman beberapa sentimeter (Dix and Webster, 1995).
Kecepatan dekomposisi serasah dapat diketahui dengan menempatkan serasah daun mangrove yang massanya diketahui di dalam kantong serasah yang tidak dapat dimasuki oleh makrofauna pemakan serasah daun seperti Gastropoda dan kepiting. Kantong-kantong berisi serasah daun ini selanjutnya ditempatkan di areal mangrove dan pengamatan dilakukan dengan selang waktu tertentu. Setiap pengamatan, sisa serasah yang terdapat dalam kantong tersebut ditimbang (Hogarth, 1999).
Lama proses dekomposisi daun jenis-jenis pohon mangrove telah banyak diteliti, dengan hasil yang menunjukkan adanya perbedaan kecepatan waktu. Dekomposisi serasah mangrove jenis api-api memerlukan waktu sekitar 20 hari, sedangkan dekomposisi mangrove jenis bakau memerlukan waktu selama 40 hari (Boonruang, 1984).
Lama dekomposisi serasah daun juga berhubungan dengan kandungan fenol yang besar dan nisbah C : N yang besar sehingga membuat serasah tidak disukai dan tidak dapat dimanfaatkan sebagai sumber nutrisi bagi hewan tanah. Pada percobaan bahan makanan, cacing tanah (earthworm) ternyata lebih menyukai daun-daun dengan tingkat polifenol yang kecil dan nisbah C : N kecil. Daun-daun dengan tingkat polifenol kecil dan nisbah C : N kecil umumnya memiliki tekstur yang lebih halus dan lebih kuat (Dix and Webster, 1995).
2.3. Peranan Mikroorganisme Fungi dalam Proses Dekomposisi Serasah
Fungi memiliki peran yang luas di dalam bidang ilmu pengetahuan sehingga memerlukan keahlian tersendiri. Salah satunya seperti pemanfaatan fungi dalam bidang ekologi seperti dalam membantu proses dekomposisi serasah. Fungi tidak mempunyai klorofil sehingga hidupnya bersifat heterotrof, parasit atau saprofit. Dalam kehidupan sehari-hari, fungi sering disebut cendawan, kapang, kulat, atau ragi. Fungi saprofit hidup pada sampah-sampah, sisa tumbuhan maupun hewan yang sudah mati, dapat berperan sebagai pengurai (dekomposer) dalam suatu ekosistem sehingga dapat merombak sisa-sisa makhluk hidup lain menjadi substansi kimia yang lebih
sederhana. Fungi dapat hidup dimana saja, sehingga penyebarannya di alam menjadi sangat luas, misalnya dalam tanah, dalam air, pada bahan-bahan organik, bahan makanan dan dapat hidup sebagai parasit pada tanaman, hewan atau pada tubuh manusia dan ada juga yang bersimbiosis dengan jasad hidup lain (Tarigan, 1988).
Fungi lebih tahan terhadap pengaruh kondisi lingkungan yang ekstrim bila dibandingkan dengan kebanyakan mikroorganisme lainnya. Fungi dapat tumbuh dalam suatu substrat atau medium makanan yang mengandung konsentrasi gula yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri. Fungi juga lebih tahan terhadap suasana asam jika dibandingkan dengan organisme lainnya. Substrat yang dibutuhkan mikroorganisme untuk kelangsungan hidupnya berhubungan erat dengan susunan kimia yang berupa protein, karbohidrat, asam nukleat, mineral-mineral seperti N, S, C, P, Ca, Fe, Mg, dan Mn. Fungi umumnya dapat menggunakan banyak sumber makanan dari senyawa kimia yang sederhana sampai yang kompleks. Sebagian fungi mempunyai enzim pektinase, amilase, protease dan lipase untuk mengolah makanannya (Tarigan, 1988).
Fungi merupakan salah satu mikroorganisme yang berperan dalam proses dekomposisi berbagai komponen serasah, yang terdiri atas daun, bunga, cabang, ranting dan bagian-bagian tumbuhan lain. Fungi detritus bukanlah dekomposer awal yang berperan di dalam pembusukan serasah mangrove. Arif (2007) menyatakan makrobentos seperti fauna kelas Gastropoda, Crustacea, Bivalvia, Hirudinae, Polichaeta dan Ampibi sangat menunjang keberadaan unsur hara. Selain
mengkonsumsi zat hara yang berupa detritus, diantara berbagai fauna ini ada yang berperan sebagai dekomposer awal yang bekerja dengan cara mencacah-cacah daun- daun menjadi bagian-bagian kecil kemudian akan dilanjutkan oleh organisme yang lebih kecil yaitu mikroorganisme. Dekomposer awal ini akan meremas-remas atau mencacah substansi sisa bagian pohon yang kemudian dikeluarkan kembali sebagai kotoran. Cacing maupun kepiting dan sebangsanya pada umumnya memanfaatkan sisa tumbuhan yang tidak berfungsi, misalnya daun, ranting, bunga, kulit batang dan akar. Mereka memakan daun-daun yang berguguran sehingga sesungguhnya sebagian besar daun itu tidak mengalami proses pembusukan seperti biasanya melainkan mengalami proses pembusukan sebagai hasil dari ekskresi (Macnae, 1968).
Dalam subsistem dekomposisi, organisme middle atau mesofauna atau mesobentos juga berperan dalam perombak awal bahan tanaman, serasah, dan bahan organik lainnya (misalnya kayu dan akar). Mesobentos mengkonsumsi bahan-bahan tersebut dengan cara melumat dan mengunyah (ingested) serta mencampurnya dengan sisa-sisa bahan organik sehingga menjadi bagian yang lebih kecil siap didekomposisi oleh mikroba tanah (Handayanto, 1996).
Makrobentos pada umumnya mempercepat proses dekomposisi. Setelah itu, fungi akan berperan sangat besar dalam proses degradasi daun karena fungi mampu mendegradasi senyawa organik seperti selulosa dan lignin yang merupakan komponen penyusun dinding sel daun (Bell, 1974).
Proses dekomposisi dimulai dengan kolonisasi bahan organik mati oleh fungi yang mampu mengautolisis jaringan mati melalui mekanisme enzimatik. Fungi akan
mengeluarkan enzim yang menghancurkan molekul-molekul organik kompleks seperti protein dan karbohidrat dari tumbuhan yang telah mati. Proses dekomposisi 0leh fungi sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan misalnya air, keasaman, suhu, oksigen, substrat dan inhibitor. Beberapa jenis daun sangat sulit mengalami pelapukan karena adanya kandungan unsur-unsur kimia di dalam lembaran daun sehingga beberapa dekomposer seperti fungi tidak dapat segera membusukkannya (Dix and Webster, 1995).