Dinamika Unsur C dan N di dalam Tanah

12 Sistem Transportasi Kation Bagian luar sel Bagian dalam sel -70mV Membran sel ATP ADP H H H H + yang dikeluarkan K H K K K Kation yang diserap H Co-transporter H S Transportasi dalam larutan pH neutral b Gambar 2a-b. Mekanisme transportasi penyerapan ka- tion ke dalam tubuh tanaman Sumber: Marschner, 1995.

1.3. Dinamika Unsur C dan N di dalam Tanah

Selama masa pertumbuhannya, tanaman memfiksasi CO 2 untuk proses fotosintesisnya dan sebanyak 10 – 25 dari C yang difiksasi tersebut akan dikembalikan lagi ke da- lam tanah melalui perakaran tanaman dalam bentuk eksudat akar. Oleh karena itu dinamika unsur-unsur C, N, S, P dan unsur hara lainnya di dalam tanah dapat diekspresikan dalam jumlah dan laju pengembalian residu tanaman, terutama da- 13 lam bentuk komponen C dan N yang terlarut, bentuk selulosa, hemiselulosa dan lignin Morgan, 2003. Senyawa organik dalam bentuk eksudat yang dike- luarkan oleh perakaran tanaman secara pasif akan berdifusi ke area di sekitar perakaran rhizosfir. Komposisi dan fungsi eksudat akar dari berbagai jenis tanaman sangat bervariasi. Eksudat akar yang paling banyak dijumpai dalam rhizosfir selain berbentuk C-organik yang dapat larut dissolvable organic carbon, DOC juga berbentuk senyawa organik yang mempunyai berat molekul rendah seperti asam-asam Fitat, Malat, Oksalat, Suksinat, Tartrat, Asetat, Butirat dan Sitrat Gambar 3. Asam Oksalat dan asam Fitat merupakan asam- asam organik yang banyak terdapat dalam eksudat akar tanaman Pteris vitatta dan N. exaltata, sedangkan asam Ase- tat dan asam Suksinat banyak dijumpai pada rhizosfir tanam- an gandum Triticum turgidum. Senyawa-senyawa organik tersebut mempunyai ke- mampuan untuk menurunkan pH tanah dan membentuk ion kompleks, sehingga keberadaan logam berat dalam bentuk ion diubah menjadi bentuk yang lebih dapat diabsorbsi oleh akar tanaman Poole Conover. 1992. 14 Gambar 3. Struktur kimia senyawa-senyawa organik asam Oksalat dan asam Fitat yang mempunyai berat molekul rendah Sumber: http:upload.wikimedia.org. Komponen-komponen organik yang ada di dalam tanah inilah yang mempunyai pengaruh sangat besar terhadap perkem- bangan, tingkat kesuburan dan kelembaban tanah. Oleh ka- rena itu, bahan organik tanah yang merupakan kunci kehidup- an di dalam tanah sangat menentukan sifat fisik, kimia mau- pun biologi tanah tersebut. Berlawanan dengan senyawa organik yang mempu- nyai berat molekul rendah, eksudat akar dalam bentuk C- organik yang dapat larut DOC secara tidak langsung me- mengaruhi akumulasi ion-ion logam di dalam tubuh tanaman melalui mekanisme rangsangan terhadap pertumbuhan 15 mikroba pada area rhizosfir. Ketersediaan C-organik merupakan faktor pembatas terhadap populasi dan keanekaragaman mikroba pada area rhizosfir. Akibatnya, eksudat akar dalam bentuk C-organik yang dapat larut karbohidrat, protein dan berbagai enzim yang didistribusikan secara pasif di sepanjang gradient kon- sentrasi menyebabkan keanekaragaman mikroba pada area rhizosfir lebih tinggi daripada dalam zone tanah non-rhizosfir Römheld Marschner, 1991. Adanya perubahan-perubahan akibat penggunaan la- han, cara-cara pengolahan tanah, jenis vegetasi dan faktor- faktor lainnya menyebabkan terjadinya respon bahan organik tanah yang sangat cepat terhadap berbagai proses perubahan tersebut Post Kwon 2000; Leifield Knabner 2005; Yoo et al., 2006. Diketahui bahwa transformasi dan translokasi unsur hara di dalam tanah selalu melibatkan sejumlah proses. Dengan demikian adanya penelusuran mengenai pengaruh- pengaruh ketersediaan C di dalam tanah terhadap proses transformasi C, N, S dan P merupakan hal yang sangat mendasar. Titik tolak penelusuran secara berurutan mutlak dimulai dari cara-cara pengelolaan lanskap sampai ke pem- 16 bentukan lapisan pedogenik, agregasi partikel tanah, sifat- sifat permukaan liat-sesquioksida, pengaruh mikoriza pada rhizosfir, kandungan berbagai enzim dan pengaruh-pengaruh mikroba tanah lainnya terhadap pemisahan horizon tanah. Paralel dengan hal tersebut, proses mineralisasi-imobilisasi, stabilisasi produk-produk mikroba dan hubungan antara pe- ran biomassa sebagai katalisator dibandingkan dengan pe- rannya sebagai sumber-lumbung unsur hara source-sink ju- ga merupakan parameter-parameter yang menentukan. Adanya oksigen, air, mineral serta residu tanaman dan hewan yang sedang atau telah mengalami proses dekompo- sisi, maka di dalam tanah akan berlangsung berbagai proses perubahan secara kontinu dan dalam siklus yang alami. Oleh karenanya, secara alami pula beberapa unsur hara yang ada di dalam tanah akan hilang melalui proses pencucian leaching, oleh aliran permukaan run-off, erosi atau melalui penguap- an volatilisasi dan denitrifikasi. Kehilangan unsur hara ter- besar terutama terjadi pada saat tanaman dipanen yang tidak diikuti dengan pengembalian residunya kembali ke dalam ta- nah. Keseimbangan antara proses akumulasi dan dekompo- sisi residu organik yang ada di dalam tanah selain ditentukan 17 oleh aktivitas mikroba tanah juga sangat dikendalikan oleh faktor-faktor lingkungan lainnya.