Mikroorganisme tanah dan fungi merupakan komponen biotik dalam tanah yang memiliki peranan yang sangat penting sebagai pengurai bahan organik. Ekosistem tanah tidak mempunyai kemampuan untuk menangkap sejumlah energi matahari sehingga sangat bergantung kepada zat – zat yang kaya energi yang dibawa dari luar seperti sisa tanaman dan hewan (Tejda dan Yadi, 1987).
C-organik adalah penyusun utama bahan organik. Bahan organik antara lain terdiri dari sisa-sisa tanaman dan hewan dari berbagai tingkat dekomposisi. Menurut Arsyad (1989) tanaman penutup tanah berperan untuk mengurangi erodibilitas hujan, menambah bahan organik melalui batang, ranting dan daun yang mati, melakukan transpirasi yang mengurangi kandungan air tanah. Tanaman tersebut terdiri dari beberapa jenis legum, rumput-rumputan, tanaman perdu dan pepohonan. Soepardi (1983) menerangkan bahwa sumber asli bahan organik adalah jaringan tumbuhan. Di dalam daun, ranting, cabang dan akar tanaman menyediakan sejumlah bahan organik setiap tahunnya. Bahan-bahan tersebut akan melapuk dan diangkut ke lapisan lebih dalam yang selanjutnya satu dengan tanah.
Bahan organik (BO) merupakan sumber energi bagi makro dan mikro-fauna tanah. Penambahan bahan organik dalam tanah akan menyebabkan aktivitas dan populasi mikrobiologi dalam tanah meningkat, terutama yang berkaitan dengan aktivitas dekomposisi dan mineralisasi bahan organik. Beberapa mikroorganisme yang beperan dalam dekomposisi bahan organik adalah fungi, bakteri dan aktinomisetes. Di samping mikroorganisme tanah, fauna tanah juga berperan dalam dekomposi bahan organik antara lain yang tergolong dalam protozoa, nematoda, Collembola, dan cacing tanah. Fauna tanah ini berperan dalam proses humifikasi dan mineralisasi atau pelepasan hara, bahkan ikut bertanggung jawab terhadap pemeliharaan struktur tanah (Tian. 1997).
Mikro flora dan fauna tanah ini saling berinteraksi dengan kebutuhannya akan bahan organik, kerena bahan organik menyediakan energi untuk tumbuh dan bahan organik memberikan karbon sebagai sumber energi. Pengaruh positip yang lain dari penambahan bahan organik adalah pengaruhnya
pada pertumbuhan tanaman. Terdapat senyawa yang mempunyai pengaruh terhadap aktivitas biologis yang ditemukan di dalam tanah adalah senyawa perangsang tumbuh (auxin), dan vitamin (Stevenson, 1982). Senyawa-senyawa ini di dalam tanah berasal dari eksudat tanaman, pupuk kandang, kompos, sisa tanaman dan juga berasal dari hasil aktivitas mikrobia dalam tanah. Di samping itu, diindikasikan asam organik dengan berat molekul rendah, terutama bikarbonat (seperti suksinat, ciannamat, fumarat) hasil dekomposisi bahan organik, dalam konsentrasi rendah dapat mempunyai sifat seperti senyawa perangsang tumbuh, sehingga berpengaruh positip terhadap pertumbuhan tanaman.
Bahan organik sangat penting bagi kesuburan tanah. Tanah memerlukan bahan organik untuk mempertahankan kesuburan dan memperbaiki strukturnya. Selanjutnya Soepardi (1983) menambahkan bahwa tanah lempung akan menjadi lebih ringan setelah diberi bahan organik sedangkan tanah berpasir daya ikat tanahnya menjadi lebih bagus.
Peranan bahan organik secara umum mempengaruhi sifat-sifat fisika, kimia dan biologi tanah. Stevenson (1982) menyatakan peranan bahan organik terhadap tanah yaitu :
1. Memberikan warna gelap sehingga mampu mempengaruhi serapan energi panas matahari
2. Meningkatkan daya retensi air tanah karena bahan organik tanah mampu menyerap air hingga 20 kali bobotnya
3. membentuk kelat dengan ion hidrogen dari unsur hara makro, seperti Cu, Fe, Al dan Mn, sehingga menjadi bentuk yang stabil dalam tanah dan pada kondisi tanah tertentu dapat dimanfaatkan tanaman dan mikroorganisme. 4. Meningkatkan ketersediaan unsur hara dari hasil dekomposisinya
5. Memantapkan agregat tanah karena asosiasi senyawa organik dengan partikel primer tanah
6. Sebagai penyangga perubahan pH tanah 7. Meningkatkan KTK tanah
8. Bereaksi dengan senyawa organik lain seperti senyawa pestisida atau herbisida yang akhirnya akan menyababkan perubahan bioaktivitasnya
9. Sebagai sumber energi bagi aktivitas mikroorganisme tanah tertentu.
Adanya praktek pengelolaan hutan, secara langsung dapat menyebabkan/mempengaruhi vegetasi dan dapat pula mengubah sifat-sifat tanah seperti kandungan bahan organik tanah. Powers (1989), menyatakan bahwa produktivitas hutan berhubungan dengan kandungan bahan organik.
Penurunan kadar bahan organik akan mempengaruhi biomassa mikroorganisme. Henrot dan Robertson (1994) melaporkan bahwa konversi hutan hujan tropik menjadi padang rumput dan lahan pertanian dalam jangka panjang dapat menurunkan kandungan bahan organik dan kesuburan tanah. Penurunan ini akan diikuti oleh perubahan biomassa mikroorganisme. Ditambah pula bahwa perubahan biomassa mikroorganisme tanah akibat penebangan hutan di daerah tropik sangat mempengaruhi kesuburan tanah. Menurut Schimel, Coleman dan Horton (1985), praktek pengelolaan agrikultur mempengaruhi banyaknya jumlah bahan organik tanah dan menyebabkan terjadinya agrikultur mempengaruhi banyaknya jumlah bahan organik tanah dan menyebabkan terjadinya perubahan bahan organik tanah. Selanjutnya Soepardi (1983) menyatakan bahwa tanah yang ditanami terus menerus akan mengalami penurunan kadar bahan organik sebesar 35 % dibandingkan dengan tanah yang belum pernah dijamah atau dikelola.
Bahan organik tanah diakui sangat penting peranannya untuk pemeliharaan dan peningkatan sifat fisik, kimia dan biologi tanah (Brady, 1990). Pada dasarnya menurunnya kadar bahan organik dapat berakibat buruk terhadap sifat kimia tanah seperti menurunkan KTK yang selanjutnya menyebabkan berkurangnya efisiensi pemupukan karena unsur hara tanah yang berasal dari pemupukan menjadi mudah tercuci, fiksasi P tinggi, peranan bahan organik sebagai sumber unsur hara N, P dan S menjadi berkurang. Terhadap sifat fisik dan biologi tanah, dapat menyebabkan memburuknya struktur tanah atau menurunnya jumlah agregat, maka tanah menjadi lebih padat sehingga perlu lebih sering dikelola. Di samping itu aktivitas biologi tanah menjadi menurun karena berkurangnya atau berlebihnya aerasi serta menurunnya kadar air ataupun ketersediaan karbon sebagai sumber energi bagi jasad renik dalam tanah.
Walaupun C-organik bukan sebagai unsur hara tanaman, konsentrasi yang rendah (0,5% - 1,0%) dapat menyebabkan terganggunya produktivitas tanah (Allison, 1973;Stevenson, 1982)
Kadar bahan organik dalam lapisan tanah pertanian berkisar dari rendah hingga 5% pada tanah mineral dan bisa mendekati 60% di tanah organik. Di bawah lapisan oleh kadar bahan organik memperlihatkan kecenderungan menurun (Jurusan Tanah, 1984)
Respirasi mikroorganime tanah mencerminkan tingkat aktivitas mikroorganisme tanah. Kegiatan metabolis mikroorganime tanah ditandai oleh taksiran – taksiran pengambilan O2 dan CO2 yang dihasilkan. Laju respirasi tanah dilokasi penelitian paling tinggi terdapat pada lahan dengan penutupan vegetasi alang-alang dan lahan campuran.
5.2.3. Kualitas Tanah Tanah pada Beberapa Penutupan Lahan
Kondisi kualitas tanah di lokasi penelitian sebelum direvegetasi dikategorikan rendah hal ini terjadi karena adanya degradasi lahan. Tanah–tanah lahan kering tropika basah seperti di pulau-pulau besar luar Pulau Jawa merupakan tanah yang rentan degradasi, selain disebabkan faktor alami juga akibat campur tangan manusia. Definisi degradasi tanah cukup banyak diungkapkan para pakar tanah, namun kesemuanya menunjukkan penurunan atau memburuknya sifat-sifat tanah apabila dibandingkan dengan tanah tidak terdegradasi.
Degradasi tanah menurut FAO (1977) adalah hasil satu atau lebih proses terjadinya penurunan kemampuan tanah secara aktual maupun potensial untuk memproduksi barang dan jasa. Definisi tersebut menunjukkan pengertian umum dengan cakupan luas tidak hanya berkaitan dengan pertanian; definisi yang terkait erat dengan pertanian atau produksi tanaman dikemukakan oleh Arsyad (1989) yang menyamakan antara degradasi tanah dengan kerusakan tanah yaitu hilang atau menurunnya fungsi tanah sebagai matrik tempat akar tanaman berjangkar dan air tanah tersimpan, tempat unsur hara dan air ditambahkan. Untuk
memulihkan lahan yang terdegradasi adalah dengan rehabilitasi lahan. Salah satu kegiatan rehabilitasi lahan adalah penanaman atau revegetasi.
Sifat fisika dan kimia tanah pada lokasi penelitian menunjukkan adanya peningkatan kualitas tanah setelah revegetasi. Kegiatan revegetasi baik berupa reboisasi dan penghijauan akan membuat penutupan lahan ditumbuhi vegetasi baik vegetasi pohon maupun tumbuhan bawah. Vegetasi yang tumbuh akan menghasilkan serasah berupa daun-daun yang gugur, ranting, cabang, dan bagian lain yang tersedia menjadi makanan untuk sejumlah inang hewan invertebrata, seperti rayap dan juga untuk jamur dan bakteri. Unsur hara dikembalikan ke tanah lewat pembusukan dari bagian yang gugur dan dengan pencucian daun-daun oleh air hujan (Kusmana et al. 2004). Menurut Handayani (2002) tanaman dapat memperbaiki sifat-sifat tanah setelah tanaman tersebut berumur + 2-3 tahun.
Peningkatan kualitas tanah setelah direvegetasi selama 6 tahun belum diketahui ukuran status perbaikan kondisi tanah yang telah dicapai. Untuk mendapatkan ukuran status kualitas tanah maka diperlukan analisis indeks kualitas tanah sebagai ukuran perbaiakan kualitas tanah yang terjadi pada setiap penutupan lahan. Hasil analisis indeks kualitas tanah menunjukkan ukuran kualitas tanah yan masih relatif kecil (< 0,5). Hasil penghitungan indeks kualitas tanah secara umum tidak menunjukkan perbedaan pada semua jenis penutupan lahan (p > 0,05). Berdasarkan pemeringkatan terhadap indeks kualitas tanah maka didapatkan penutupan lahan yang paling tinggi adalah penutupan lahan SB (0,2156) dan yang paling rendah adalah penutupan lahan TP.
Hasil penghitungan indeks tersebut menunjukkan penutupan lahan TC dan JM yang merupakan tanaman pohon hutan mempunyai nilai indeks kualitas tanah yang lebih rendah bila dibandingkan dengan penutupan lahan SB. Hal ini terjadi karena penutupan SB yang didominasi oleh rumput, dimana rumput berakar serabut dan membentuk rhizoma yang berupa benang-benang halus sebagai perekat antara butir-butir tanah, sehingga agregat tanah menjadi lebih mantap, akar tanaman yang mati dan membusuk akan menjadi pemantap agregat dan dapat menaikan porositas dan unsur hara tanah (Bennet, 1955). Menurut Wicaksono (2003) tanaman pohon hutan berakibat memperhebat kemasaman tanah, baik
secara langsung maupun tidak langsung, yang berarti menurunkan kualitas tanahnya secara kimiawi.
Unsur hara tanaman hutan sebagian besar disimpan pada biomasa tanaman. Manan (1992) menyatakan bahwa dari segi ekologi, telah diketahui bahwa pohon-pohon yang besar di hutan tropika tumbuh pada tanah-tanah mineral yang kurang subur, dimana sebagian besar unsur hara disimpan dalam bagian pohon di atas tanah. Kandungan unsur hara pada hutan belukar tua di hutan tropika basah yang tersimpan dalam lapisan tanah pada kedalaman 0- 30 cm dan dalam biomasa tegakan adalah : kandungan N tanah (1.830 kg/ha), N biomassa tegakan (4.580 kg/ha); kandungan P tanah (125 kg/ha), P biomasa tegakan (12 kg/ha); kandungaan K tanah (820 kg/ha), K biomasa tegakan (650 kg/ha); kandungan Ca tanah (2.520 kg/ha), Ca biomasa tegakan (2.580 kg/ha); dan kandungan Mg tanah (345 kg/ha), dan Mg biomasa tegakan (370 kg/ha) (Nye & Greenland, 1960 dalam Manan, 1992).
Penutupan lahan pertanian mendapat pemeliharaan berupa pengolahan tanah intensif dengan dicangkul dan pemupukan kompos sebesar 10 ton/ha yang diberikan setiap musim tanam (3-4 bulan sekali), tetapi nilai indeks kualitas tanah di lahan pertanian paling rendah, hal ini disebabkan karena alih guna lahan yang penutupan lahannya didominasi pohon menjadi lahan pertanian menyebabkan hilangnya beberapa grup fungsional organisma tanah, karena berubahnya jenis dan kerapatan tanaman yang tumbuh di atasnya sehingga mengubah tingkat penutupan permukaan tanah yang berdampak pada perubahan iklim mikro, jumlah dan macam masukan bahan organik, dan jenis perakaran yang tumbuh dalam tanah (Giller et al. 1997; Lavelle et al. 2001). Pada lahan-lahan pertanian, umumnya ada 4 masalah pokok yang berhubungan dengan gangguan siklus atau ketersediaan hara (di tingkat lahan), rusaknya kondisi fisik tanah (porositas dan infiltrasi), gangguan fungsi hidrologi (tingkat Daerah Aliran Sungai) dan serangan hama dan penyakit tanaman.