Bahan organik dalam tanah terdiri dari bahan organik kasar dan bahan organik halus atau humus. Humus terdiri dari bahan organik halus yang berasal
dari hancuran bahan organik kasar serta senyawa-senyawa baru yang dibentuk dari hancuran bahan organik tersebut melalui kegiatan mikroorganisme di dalam
tanah. Humus merupakan senyawa yang resisten tidak mudah hancur berwarna hitam atau coklat dan mempunyai daya menahan air dan unsur hara yang tinggi.
Tanah yang banyak mengandung humus atau bahan organik adalah tanah-tanah lapisan atas atau topsoil. Kandungan bahan organik tanah itu sendiri dapat
dihitung dari C-organik dengan rumus : Bahan organik = 1,74 × C-organik
f. Nisbah CN
Nisbah CN CN rasio dalam bahan organik yang terdapat dalam topsoil biasanya berkisar antara 8:1 dan 15:1 dengan nilai rata-rata 10:1 sampai dengan
12:1. CN rasio berbeda-beda pada suatu daerah dengan daerah lainnya tergantung iklim daerah tersebut sehingga CN rasio dari tanah ke tanah lain juga berbeda.
Perbedaan ini berkaitan dengan dengan suhu dan curah hujan. CN rasio memiliki arti penting bagi tanah, yaitu persaingan yang terjadi jika bahan organik
mempunyai CN rasio yang tinggi dimasukkan ke dalam tanah dan sifat kestabilan nisbah ini dalam tanah. Dengan berlangsungnya pelapukan, karbon dan nitrogen
dapat hilang melalui penguapan sedangkan nitrat hilang melalui pencucian atau diserap tanaman. Pada suatu saat kecepatan hilangnya kedua unsur ini akan
berbanding lurus sama. Pada saat ini apapun yang terjadi nisbah karbon dan nitrogen menjadi mantab Soepardi 1983.
CN rasio merupakan indikator yang menunjukkan proses mineralisasi dan immobilisasi N oleh mikroba dekomposer bahan organik. Apabila CN rasio 20
menunjukkan terjadinya mineralisasi N, apabila CN rasio 30 artinya terjadi immobilisasi N, sedangkan jika di antara 20-30 berarti mineralisasi seimbang
dengan immobilisasi.
g. Nitrogen Tanah
Menurut Munawar 2011, Nitrogen merupakan bagian dari semua sel hidup. Di dalam tanaman, N berfungsi sebagai komponen utama protein, hormon,
klorofil, vitamin, dan enzim-enzim esensial untuk kehidupan tanaman. Nitrogen ini menyusun 40 - 50 bobot kering protoplasma, bahan hidup sel tanaman.
Oleh karena itu, N diperlukan dalam jumlah besar untuk seluruh proses pertumbuhan di dalam tanaman. Metabolisme N merupakan faktor utama
pertumbuhan vegetatif, batang, dan daun. Tanaman yang mendapatkan pasokan N cukup, pertumbuhan vegetatifnya baik dengan ciri-ciri warna hijau tua, sebagai
akibatnya fotosintesis lebih banyak. Pasokan N yang terlalu banyak dapat menunda pembungaan, pembentukan buah, menipisnya bahan dinding sel
sehingga dengan mudah diserang oleh hama dan penyakit, dan mudah terpengaruh oleh kekeringan dan kedinginan. Sebaliknya, kekurangan pasokan N
menyebabkan daun menguning, pertumbuhan kerdil, dan gagal panen. Ketersediaan N tanah itu sendiri dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungan seperti
iklim dan macam vegetasi yang dipengaruhi oleh keadaan setempat seperti topografi, batuan induk, kegiatan manusia, dan waktu.
Sekitar 98 total N dunia berasal dari litosfer dalam bentuk mineral dan amonium terfiksasi dalam mineral liat. Sekitar 2 total N tanah berasal dari
atmosfer yang konsentrasinya 78 N
2
sebagai bentuk yang tidak dapat langsung diserap oleh tanaman karena mempunyai ikatan rangkap tiga yang sangat kuat.
Oleh karena itu, N
2
atmosfer harus diubah menjadi tersedia bagi tanaman agar dapat digunakan oleh tanaman. Menurut Tisdale et al. 1990 dalam Munawar
2011, ada beberapa mekanisme perubahan bentuk N
2
di udara menjadi bentuk yang dapat digunakan tanaman, yaitu:
- Penambatan N oleh bakteri Rhizobia dan jasad renik lain secara simbiosis pada akar tanaman legum dan bukan legum.
- Penambatan N oleh jasad renik hidup bebas dan yang hidup pada berbagai daun tanaman.
- Penambatan N lewat petir. - Penambatan sebagai amoniak, NO
3 ¯
, atau CN
2 ¯
melalui proses industri pupuk N.
Bentuk N-tanah dibedakan menjadi N inorganik dan organik. Menurut Tisdale et al. 1990 dalam Havlin et al. 2005, sekitar 95 atau lebih N di tanah
permukaan berada dalam bentuk organik. Dari segi kesuburan tanah dan nutrisi
tanaman, N-inorganik di dalam tanah yang paling penting adalah NH
4 +
, NO
2 -
, dan NO
3 -
, yang konsentrasinya sekitar 2-5 N total tanah. Sedangkan untuk N organik di dalam lapisan permukaan tanah terdapat sekitar lebih dari 90 dari N
total. Bentuk N organik dalam tanah berada sebagai asam-asam amino atau protein 20-40, gula-gula amino seperti heksosamin 5-10, derivatif
purin dan pirimidin 1 - atau kurang, dan senyawa-senyawa kompleks yang belum teridentifikasi.
h. Fosforus Tanah
