Prinsip dan Karakteristik Tanah Berkelanjutan
Bagaimana ciri-ciri tanah yang baik ? Beberapa petani akan menjelaskan kepada kita bahwa tanah yang baik adalah:
1. Terasa lembut dan remah (mudah dihancurkan)
2. Mendrainase dengan baik dan memanas dengan cepat ketika musim panas
3. Tidak keras setelah penanaman
4. Menyerap air hujan yang deras yang jatuh ke permukaan tanah dan sedikit terjadi aliran permukaan
5. Menyimpan air untuk periode musim kering
6. Mempunyai sedikit bongkahan atau lapisan padas
7. Tahan terhadap erosi dan kehilangan hara
8. Mendukung populasi organisme tanah
9. Mempunyai bau seperti bumi
10. Tidak memerlukan peningkatan masukan (input) untuk mencapai hasil yang tinggi)
11. Menghasilkan tanaman berkualitas tinggi
Seluruh kriteria di atas menunjukkan tanah yang berfungsi secara efektif saat ini dan akan berlangsung terus untuk menghasilkan tanaman dalam jangka waktu lama hingga di masa yang akan datang.
Karakteristik ini dapat dibangun melalui praktek pengelolaan yang mengoptimalkan proses-proses seperti yang ditemukan di dalam tanah-tanah secara alami.
Bagaimana tanah berfungsi dalam kondisi alami? Bagaimana hutan dan padang rumput alami menghasilkan tanaman dan hewan tanpa pupuk dan pengolahan tanah?
Pemahaman prinsip di mana fungsi tanah secara alami dapat membantu petani mengembangkan dan mempertahankan tanah produktif dan menguntungkan untuk saat ini dan di masa yang akan datang.
Tanah, lingkungan, dan produktivitas pertanian bermanfaat bila produktivitas alami tanah dikelola dengan cara yang berkelanjutan.
Keyakinan terhadap input luar menurun dari tahun ke tahun sementara nilai lahan dan potensi penurunan pendapatan meningkat.
Pengelolaan tanah yang baik menghasilkan tanaman dan hewan yang lebih sehat, sedikit peka terhadap penyakit, dan lebih produktif. Untuk memahami hal ini lebih baik, mari kita mulai dengan pengertian-pengertian yang mendasar.
Tanah Hidup
Tekstur dan Struktur
Tanah tersusun atas 4 komponen yaitu: bahan mineral, air, udara, dan bahan organik. Pada kebanyakan tanah, komposisi mineral sebesar 45% dari total volume, air dan udara masing-masing lebih kurang 25%, dan bahan organik 2 – 5%. Fraksi mineral dalam tanah terdiri dari 3 ukuran partikel yang berbeda yang diklasifikasikan sebagai pasir, debu, dan liat. Pasir merupakan partikel dengan ukuran terbesar.
Pasir sebagian besar berupa mineral kuarsa, meskipun jenis mineral lainnya juga ada. Kuarsa tidak mengandung hara tanaman, dan pasir tidak dapat menahan hara dan air. Mereka mencuci dengan mudah hara-hara ketika hujan turun. Partikel debu lebih kecil dari pasir tetapi, seperti halnya pasir, debu sebagian besar berupa mineral kuarsa.
Partikel tanah yang terkecil adalah liat. Liat memiliki sifat sangat berbeda dengan pasir atau debu dan sebagian besar jenis mineral liat mengandung hara tanaman. Liat mempunyai luas permukaan yang besar karena tiap individu partikel berbentuk menyerupai lempeng.
Tanah berpasir kurang produktif daripada debu, sedangkan tanah yang mengandung liat paling produktif dan menggunakan pupuk paling efektif.
Tekstur tanah menunjukkan perbandingan relatif pasir, debu, dan liat. Tanah lempung mengandung 3 jenis partikel tanah dalam perbandingan yang relatif sama.
Tanah lempung berpasir juga mengandung campuran ketiga partikel tersebut namun jumlah yang terbesar adalah pasir dan yang lebih sedikit adalah liat. Sedangkan lempung berliat mengandung sejumlah besar liat dan pasir lebih sedikit. Penjelasan macam-macam kelas tekstur tanah disajikan pada Tabel berikut;
Dengan demikian, jumlah cacing tanah dapat ditingkatkan dengan mengurangi pengolahan tanah, tidak menggunakan bajak singkal, mengurangi ukuran partikel residu, menambahkan pupuk kotoran hewan, dan menanam tanaman pupuk hijau.
Cacing tanah lebih suka pada tanah dengan pH mendekati netral, kondisi tanah yang lembab, dan banyak residu tanaman di permukaan tanah. Mereka sensitif terhadap pestisida tertentu dan beberapa pupuk yang diberikan ke dalam tanah.
Arthropoda
Selain cacing tanah, terdapat banyak spesies lain organisme tanah yang capat dilihat dengan mata telanjang. Di antaranya adalah keong, siput, milipeda, sentipeda, sowbugs, springtail.
Organisme ini merupakan dekomposer primer. Peranan mereka adalah memakan dan mencabik cabik partikel residu tanaman dan hewan yang berukuran besar. Residu-residu yang dibenamkan di dalam tanah akan membawanya melakukan kontak dengan organisme tanah yang lain.
Beberapa kelompok organisme ini juga menjadi mangsa organisme tanah yang lebih kecil. Springtail merupakan jenis serangga yang berukuran kecil yang makan fungi. Limbah mereka kaya akan unsur hara tanaman yang dilepaskan setelah fungi dan bakteri lain mendekomposisinya.
Selain itu kumbang juga mempunyai peran dalam siklus hara dan mengurangi parasit di dalam usus ternak dan lalat.
Bakteri
Bakteri merupakan jenis organisme tanah terbanyak, di mana setiap gram tanah mengandung paling sedikit satu juta organisme berukuran sangat kecil ini. Terdapat banyak spesies bakteri yang berbeda, tiap-tiap spesies mempunyai peranan sendiri-sendiri di dalam lingkungan tanah.
Satu dari manfaat utama bakteri yang diberikan untuk tanaman adalah dalam membuat unsur hara tersedia bagi tanaman. Beberapa spesies melepaskan N, S, dan P, dan unsur mikro dari bahan organik. Spesies yang lain dapat menguraikan mineral tanah, melepaskan unsur K, P, Mg, Ca, dan Fe. Spesies yang lain lagi membuat dan melepaskan zat pengatur tumbuh tanaman, yang merangsang pertumbuhan akar.
Beberapa spesies bakteri mengubah N dalam bentuk gas di udara membentuk N tersedia bagi tanaman dan dari bentuk ini dapat diubah kembali menjadi bentuk gas. Sebagian kecil spesies bakteri mengikat N dalam akar legum sedangkan yang lain mengikat N secara bebas.
Bakteri juga bertanggung jawab dalam proses perubahan N dari Amonium menjadi Nitrat dan kembali lagi bergantung pada kondisi tanah. Manfaat yang lain bagi tanaman yang diberikan oleh bakteri adalah meningkatkan kelarutan hara, memperbaiki struktur tanah, membunuh penyakit akar tanaman, dan mendetoksifikasi tanah.
Fungi
Fungi terdapat dalam berbagai spesies, ukuran, dan bentuk dalam tanah.
Beberapa spesies berada dalam bentuk koloni yang menyerupai benang, sementara yang lain ada yang dikenal sebagai yeast (ragi). Kebanyakan fungi membantu tanaman dengan cara menguraikan bahan organik atau melepaskan hara dari mineral tanah.
Fungi biasanya cepat membentuk koloni pada bahan organik yang berukuran besar dan memulai proses dekomposisi. Beberapa fungi menghasilkan hormon tanaman, sedangkan yang lain menghasilkan antibiotik termasuk penisilin.
Ada spesies fungi yang dapat menjadi penangkap nematoda parasit yang berbahaya bagi tanaman.
Mikoriza merupakan fungi yang hidup baik di dalam akar ataupun permukaan akar tanaman dan bertindak sebagai rambut-rambut akar dalam tanah.
Mikoriza meningkatkan serapan air dan hara tanaman terutama fosfor. Mereka sangat penting terutama pada tanah-tanah yang kurang subur atau terdegradasi.
Akar-akar yang dikoloni oleh mikoriza juga menghasilkan hormon dan antibiotik, yang meningkatkan pertumbuhan akar dan memberikan penekanan terhadap penyakit tanaman. Manfaat Fungi dari asosiasi tanaman dengan mengambil hara dan karbohidrat dari akar tanaman dimana mereka hidup di dalamnya.
Aktinomiset
Aktinomiset merupakan bakteri yang membentuk benang-benang menyerupai fungi. Walaupun tidak sebanyak bakteri, mereka berperan penting dalam tanah. Seperti halnya bakteri, mereka membantu mendekomposisi bahan organik menjadi humus, serta melepaskan hara.
Mereka juga menghasilkan antibiotik yang dapat membunuh penyakit akar. Banyak antibiotik ini digunakan untuk pengobatan penyakit manusia. Aktinomiset membuat tanah terasa manis dan berbau tanah ketika tanah aktif secara biologi dilakukan pengolahan tanah.
Ganggang
Berbagai spesies ganggang hidup di bagian permukaan lapisan tanah atas kira-kira hingga kedalaman 2 cm. Tidak seperti organisme tanah lain, Ganggag menghasilkan makanan sendiri melalui fotosintesis. Mereka muncul sebagai suatu lapisan kehijauan di atas permukaan tanah ketika hujan deras menjenuhi permukaan tanah.
Ganggag memperbaiki struktur tanah dengan memproduksi zat yang berlumpur yang merekatkan partikel-partikel tanah menjadi agregat yang stabil terhadap air. Beberapa spesies Ganggang (Ganggang hijau biru) dapat mengikat Nitrogen sendiri, yang kemudian dilepaskan ke akar-akar tanaman.
Protozoa
Protozoa merupakan mikroorganisme yang hidup bebas yang bergerak merayap atau berenang di dalam air di antara partikel-partikel tanah. Banyak protozoa tanah sebagai predator, yang memakan mikroba lainnya. Salah satu yang paling umum adalah amoeba yang makan bakteri.
Dengan memakan dan mencerna bakteri, protozoa mempercepat siklus N dari bakteri, membuat Nitrogen lebih stabil bagi tanaman.
Nematoda
Pada umumnya jumlah nematoda sangat melimpah di dalam tanah, dan hanya sebagian kecil spesies berbahaya bagi tanaman.
Spesies yang tidak berbahaya memakan seresah-seresah yang melapuk, bakteri, fungi, ganggang, protozoa, dan nematoda yang lain. Seperti predator tanah yang lain, nematoda mempercepat laju siklus hara.
Organisme Tanah dan Kualitas Tanah
Seluruh organisme tanah mulai dari bakteri yang berukuran sangat kecil sampai cacing tanah dan serangga berukuran besar berinteraksi satu dengan yang lain dalam banyak cara dalam ekosistem tanah. Organisme tidak secara langsung terlibat dalam proses dekomposisi limbah tanaman mungkin saling memakan satu sama lain atau tiap-tiap produk limbah lain atau zat-zat yang mereka lepaskan. Di antara substansi yang dilepaskan oleh berbagai mikroba adalah vitamin, asam amino, gula, antibiotik, jel, dan parafin.
Akar-akar dapat juga melepaskan berbagai zat ke dalam tanah yang merangsang mikroba tanah. Zat-zat ini berfungsi sebagai makanan organisme tertentu. Beberapa pakar dan praktisi berteori bahwa tanaman menggunakan zat-zat tersebut untuk merangsang populasi mikroorganisme yang mampu melepaskan atau memproduksi berbagai macam nutrisi yang dibutuhkan tanaman.
Penelitian tentang kehidupan dalam tanah telah menentukan bahwa ada rasio ideal untuk organisme-organisme penting tertentu di dalam tanah produktif. Dalam laboratorium jejaring makanan, di Oregon, dilakukan kegiatan uji tanah dan rekomendasi kesuburan tanah berdasar pada hasil analisis. Tujuannya adalah untuk mengubah keberhasilan komunitas mikroba tanah sehingga akan menyerupai tanah yang sangat produktif dan subur. Ada beberapa cara yang berbeda untuk mencapai tujuan ini bergantung pada kondisi.
Karena kita tidak dapat melihat banyak makhluk hidup dalam tanah dan tidak mungkin mengamatinya, maka hal ini akan mudah melupakannya. Tabel 5 menyajikan estimasi jumlah berbagai organisme ditemukan pada tanah subur.
