Sebagai media tumbuh tanaman dan tempat hidup biota tanah, maka tanah menyediakan unsur hara, sumber energi, udara, dan air untuk pertumbuhan tanaman dan biota tanah. Unsur hara ini dijumpai dalam bentuk mineral dan senyawa organik. Unsur hara esensil bagi pertumbuhan tanaman dan biota tanah dibedakan atas unsur hara makro dan unsur hara mikro. Sebagian besar unsur hara ini mengalami siklus (perputaran) di dalam tanah.
Selain oksigen dan karbon CO2 yang diperoleh tanaman dari udara, maka unsur hara esensial lain diperoleh dari larutan tanah yaitu :
- Unsur Hara Makro : Nitrogen (N), Fosfor (P), Kalium (K), Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), Sulfur (S).
- Unsur Hara Mikro : Boron (B), Tembaga (Cu), Besi (Fe), Mangan (Mn), Seng (Zn), Molibdenum (Mo).
 |
| Unsur Hara Esensial |
Bahan organik merupakan sumber unsur hara yang dapat didekomposisi dan berfungsi mempertahankan jalannya siklus hara. Fungsi lain dari bahan organik adalah membantu menahan air di dalam tanah dan karena bersifat koloidal bahan organik/humus mempunyai kemampuan mengikat/mengadsorbsi kation. Humus juga dapat mngadsorbsi anion di dalam tanah. Disamping sebagai sumber unsur hara bagi tanaman maka bahan organik merupakan sumber energi bagi biota tanah.
Kemampuan tanah untuk menyediakan unsur hara tanaman dipengaruhi oleh tiga aspek (fisik, kimia, dan biologi). Ketiga aspek ini saling berhubungan dan sangat menentukan kesuburan suatu tanah. Agar tanaman dapat tumbuh subur maka keadaan fisik dan kimia tanah haruslah seoptimal mungkin. Untuk mencapainya, maka aktivitas dari biologi tanah sangatlah menentukan.
Sumber energi untuk organisme di bumi ini adalah energi matahari. Organisme yang menggunakan energi matahari disebut Autotroph. Autotroph yang terkenal adalah tanaman berhijau daun. Klorofilnya berperan menangkap energi cahaya yang kemudian digabung dengan CO2 dan H2O menghasilkan senyawa organik kaya energi seperti Glukosa.
 |
| Fotosintesis |
Glukosa termasuk famili karbohidrat. Glukosa diangkut ke berbagai lokasi di dalam tanaman dimana energi dibutuhkan. Dia juga digunakan sebagai bahan untuk mensintesa protein, lemak, dan senyawa organik lainnya yang dibutuhkan tanaman.
Energi matahari sebagai sumber utama, melalui proses Fotosintesis dirubah menjadi energi organik dalam bentuk bahan organik. Tanaman butuh energi untuk pertumbuhan, penyerapan hara dan air, reproduksi. Sebagian dari karbohidrat diurai kembali, dan energi dibebaskan. Proses penguraian karbohidrat ini terjadi pada keadaan ada O2 dan dalam proses tersebut energi dibebaskan kembali. Kondisi ini disebut dengan respirasi aerob. Proses respirasi atau pernafasan ini terjadi pada setiap organisme. Secara kasar proses respirasi ini merupakan kebalikan dari proses fotosintesa. Dalam proses respirasi terjadi oksidasi atau perubahan karbohidrat khususnya yang menghasilkan energi untuk tubuh, pergerakan, reproduksi, dan lain-lain. Secara sederhana proses respirasi ini dapat digambarkan sebagai berikut :
 |
| Respirasi Aerob |
Energi bisa juga dibebaskan pada respirasi anaerob, sebagian besar energi tercuci. Organisme yang tidak dapat menangkap langsung energi matahari disebut Heterotroph. Semua organisme heterotroph bergantung kepada autotroph untuk merubah energi cahaya matahari ke energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik. Bahan organik terutama serasah dan fraksi ringan berfungsi sebagai sumber energi untuk biota tanah. Untung bagi heterotroph karena autotroph merubah lebih banyak energi cahaya dari yang mereka butuhkan. Sebagai produk sampingan, mereka membebaskan O2 lebih banyak dari yang mereka butuhkan untuk respirasi. Energi dan O2 tersebut mempertahankan komunitas tanah.
Nematoda, parasit, dan serangga pemakan akar memperoleh energi dengan memakan akar-akar tanaman hijau. Sisa tanaman, dedaunan, bangkai hewan, dan serasah merupakan sumber energi terbesar dalam tanah. Organisme lain tidak memakan tanaman hijau secara langsung, tetapi memakan organisme heterotroph. Kelebihan O2 yang dihasilkan dari proses fotosintesa masuk ke udara tanah, digunakan oleh organisme heterotroph pada respirasi aerobik untuk mengurai molekul kaya energi dan membebaskan energi.
Disamping mikrobia tanah yang menggunakan energi matahari (ganggang dan bakteri fotosintetik), dan sebagian besar menggunakan senyawa organik (heterotroph dan chemo-organotroph), dijumpai pula mikrobia tanah yang memperoleh energinya dari reaksi oksidasi senyawa-senyawa mineral. Mereka disebut mikrobia Chemo Litotroph. Sebagai contoh bakteri nitrifikasi menggunakan senyawa N reduksi, bakteri besi menggunakan besi fero, bakteri pengoksidasi belerang menggunakan senyawa belerang reduksi. Sebagian besar biota tersebut adalah autotroph.
Daftar Pustaka
Hanafiah, A.S., T. Sabrina, dan H. Guchi, 2009. Biologi dan Ekologi Tanah. Fakultas Pertanian USU. Medan.
Nematoda, parasit, dan serangga pemakan akar memperoleh energi dengan memakan akar-akar tanaman hijau. Sisa tanaman, dedaunan, bangkai hewan, dan serasah merupakan sumber energi terbesar dalam tanah. Organisme lain tidak memakan tanaman hijau secara langsung, tetapi memakan organisme heterotroph. Kelebihan O2 yang dihasilkan dari proses fotosintesa masuk ke udara tanah, digunakan oleh organisme heterotroph pada respirasi aerobik untuk mengurai molekul kaya energi dan membebaskan energi.
Disamping mikrobia tanah yang menggunakan energi matahari (ganggang dan bakteri fotosintetik), dan sebagian besar menggunakan senyawa organik (heterotroph dan chemo-organotroph), dijumpai pula mikrobia tanah yang memperoleh energinya dari reaksi oksidasi senyawa-senyawa mineral. Mereka disebut mikrobia Chemo Litotroph. Sebagai contoh bakteri nitrifikasi menggunakan senyawa N reduksi, bakteri besi menggunakan besi fero, bakteri pengoksidasi belerang menggunakan senyawa belerang reduksi. Sebagian besar biota tersebut adalah autotroph.
 |
| Perbedaan Respirasi Aerob dan Anaerob |
Hanafiah, A.S., T. Sabrina, dan H. Guchi, 2009. Biologi dan Ekologi Tanah. Fakultas Pertanian USU. Medan.
