Mikroorganisma tanah ialah komuniti hidupan seni yang terdiri daripada bakteria, fungi, archaea, virus dan protozoa. Walaupun tidak dapat dilihat dengan mata kasar, organisma ini memainkan peranan besar dalam menentukan kesuburan tanah, kitaran nutrien, struktur tanah dan kesihatan tanaman.
Satu gram tanah boleh mengandungi ribuan takson mikroba. Kepelbagaian ini menjadikan tanah sebagai salah satu habitat biologi paling kompleks. Mikroorganisma yang hidup di dalamnya saling berinteraksi dengan bahan organik, mineral tanah, akar tumbuhan dan organisma lain bagi menjalankan pelbagai proses ekologi penting.
Kumpulan utama mikroorganisma tanah
Dokumen tersebut membahagikan mikroorganisma tanah kepada beberapa kumpulan utama, iaitu bakteria, fungi, archaea dan virus.
| Kumpulan | Contoh | Fungsi utama |
|---|---|---|
| Bakteria | Bacillus, Pseudomonas, Rhizobium | Pengikatan nitrogen dan perencatan patogen |
| Fungi | Trichoderma, Glomus, Aspergillus | Mikoriza, kitaran karbon dan perencatan patogen |
| Archaea | Tidak dinyatakan secara khusus | Penguraian sebatian organik dan kitaran nitrogen, fosforus serta karbon |
| Virus | Tidak dinyatakan secara khusus | Komponen mikrobiom tanah yang mempengaruhi populasi mikrob |
Setiap kumpulan mempunyai keupayaan dan fungsi tersendiri. Namun, kesihatan tanah biasanya bergantung pada interaksi antara pelbagai kumpulan, bukannya satu mikroorganisma sahaja.
Bakteria tanah
Bakteria merupakan antara mikroorganisma paling pelbagai dan melimpah di dalam tanah. Dokumen menyatakan bahawa jumlahnya boleh mencapai sekitar 10? hingga 10? sel bagi setiap gram tanah.
Antara genus bakteria yang sering ditemukan ialah:
- Bacillus;
- Pseudomonas;
- Rhizobium;
- Azospirillum;
- Azotobacter;
- Burkholderia;
- Paenibacillus; dan
- Serratia.
Bakteria tanah terlibat dalam penguraian bahan organik, pengikatan nitrogen, pelarutan nutrien dan pengawalan patogen. Sesetengah bakteria hidup bebas di dalam tanah, manakala yang lain menjajah permukaan akar atau membentuk hubungan khusus dengan tumbuhan.
Rhizobium dan pengikatan nitrogen
Rhizobium membentuk hubungan mutualistik dengan tumbuhan legum. Bakteria ini hidup dalam nodul akar dan menukarkan nitrogen atmosfera kepada bentuk yang boleh dimanfaatkan oleh tumbuhan.
Dalam hubungan tersebut, tumbuhan membekalkan sumber karbon kepada bakteria, manakala bakteria membantu meningkatkan bekalan nitrogen kepada tumbuhan.
Pengikatan nitrogen secara biologi penting kerana nitrogen atmosfera tidak boleh digunakan secara langsung oleh kebanyakan tanaman.
Bakteria penggalak pertumbuhan tanaman
Bakteria yang membantu pertumbuhan tanaman dikenali sebagai plant growth-promoting rhizobacteria atau PGPR.
PGPR menjajah kawasan rhizosfera, iaitu zon tanah yang dipengaruhi oleh akar. Mikroorganisma ini boleh membantu tanaman melalui:
- Peningkatan pengambilan nutrien;
- Pengikatan nitrogen;
- Pelarutan mineral;
- Penghasilan sebatian tertentu;
- Perencatan patogen; dan
- Peningkatan toleransi terhadap tekanan abiotik.
PGPR tidak bertindak sebagai baja dalam pengertian biasa. Sebaliknya, ia meningkatkan keupayaan tanaman menggunakan sumber nutrien dan menyesuaikan diri dengan persekitaran.
Bacillus dan pengawalan patogen
Genus Bacillus sering dikaitkan dengan perencatan penyakit bawaan tanah.
Dokumen menyebut Bacillus subtilis sebagai mikroorganisma yang menghasilkan bacillomycin dan protein antibakteria. Sebatian ini boleh menghalang pertumbuhan patogen tertentu.
Keupayaan menghasilkan spora turut membantu sesetengah spesies Bacillus bertahan dalam keadaan persekitaran yang mencabar.
Walau bagaimanapun, keberkesanan perencatan bergantung pada strain bakteria, jenis patogen dan keadaan tanah.
Pseudomonas sebagai bakteria rhizosfera
Pseudomonas ialah antara bakteria yang sering hidup berhampiran akar tumbuhan. Kumpulan ini dikaitkan dengan pengambilan nutrien, interaksi dengan akar dan perencatan mikroorganisma tertentu.
Kehadirannya dalam rhizosfera membolehkan bakteria menggunakan sebatian karbon yang dibebaskan oleh akar. Sebagai tindak balas, sesetengah strain dapat menghasilkan metabolit yang membantu tanaman.
Namun, tidak semua spesies atau strain dalam sesuatu genus mempunyai fungsi yang sama.
Fungi tanah
Fungi mempunyai struktur filamen yang dikenali sebagai hifa. Jaringan hifa membolehkan fungi menjelajah ruang tanah dan menghubungkan kawasan yang berbeza.
Antara genus fungi yang dinyatakan ialah:
- Trichoderma;
- Glomus; dan
- Aspergillus.
Fungi memainkan peranan dalam penguraian bahan organik, kitaran karbon, hubungan mikoriza dan perencatan patogen.
Struktur hifa turut membantu mengikat zarah tanah dan menyumbang kepada pembentukan agregat.
Fungi mikoriza arbuskular
Fungi mikoriza arbuskular atau AMF membentuk hubungan mutualistik dengan akar tumbuhan. Dokumen menggunakan Glomus sebagai contoh kumpulan mikoriza.
Hifa fungi memanjang keluar daripada akar dan meneroka kawasan tanah yang lebih luas. Ini membantu tanaman memperoleh nutrien, khususnya unsur yang pergerakannya terhad dalam tanah.
Sebagai balasan, tumbuhan membekalkan karbon hasil fotosintesis kepada fungi.
Hubungan ini boleh membantu meningkatkan pengambilan nutrien dan menyokong pertumbuhan tanaman.
Trichoderma dan kesihatan akar
Trichoderma sering dikaitkan dengan penguraian bahan organik dan perencatan patogen.
Fungi ini boleh bersaing dengan patogen untuk ruang dan makanan. Sesetengah strain juga menghasilkan sebatian yang menghalang pertumbuhan mikroorganisma penyebab penyakit.
Namun, kesan sebenar bergantung pada keserasian strain, tanaman, patogen dan keadaan persekitaran.
Aspergillus dalam penguraian bahan organik
Aspergillus ialah genus fungi yang terlibat dalam penguraian pelbagai bahan organik.
Kehadiran fungi pengurai membantu menukarkan sisa tumbuhan kepada sebatian yang lebih ringkas. Nutrien yang terkandung dalam bahan tersebut kemudiannya boleh kembali memasuki kitaran tanah.
Walau bagaimanapun, fungsi sesuatu genus tidak boleh dianggap seragam kerana terdapat spesies dan strain yang mempunyai sifat berbeza.
Archaea tanah
Archaea ialah kumpulan mikroorganisma yang berbeza daripada bakteria, walaupun kedua-duanya mempunyai saiz yang hampir sama.
Dokumen menyatakan bahawa archaea terlibat dalam:
- Penguraian sebatian organik berat molekul rendah;
- Kitaran nitrogen;
- Kitaran fosforus;
- Kitaran karbon;
- Penghasilan hormon tumbuhan; dan
- Penghasilan bahan antibiotik.
Peranan archaea dalam tanah semakin banyak dikaji kerana kumpulan ini boleh hidup dalam pelbagai keadaan persekitaran dan terlibat dalam proses biogeokimia penting.
Virus tanah
Virus juga merupakan sebahagian daripada mikrobiom tanah. Dokumen menyatakan jumlahnya boleh mencapai sekitar 10? hingga 10? unit bagi setiap gram tanah.
Virus tidak menjalankan metabolisme sendiri seperti bakteria atau fungi. Sebaliknya, ia menjangkiti sel perumah dan menggunakan sistem sel tersebut untuk membiak.
Dalam tanah, virus boleh mempengaruhi populasi bakteria dan mikroorganisma lain. Perubahan populasi ini berpotensi memberi kesan kepada kitaran nutrien dan struktur komuniti mikrob.
Protozoa dalam komuniti tanah
Dokumen menyebut protozoa sebagai sebahagian daripada mikroorganisma tanah, tetapi tidak menghuraikan fungsi khususnya secara terperinci.
Oleh itu, berdasarkan dokumen sahaja, protozoa boleh dianggap sebagai salah satu komponen komuniti mikroba tanah, tetapi maklumat lanjut tentang peranan ekologinya tidak diberikan.
Penguraian bahan organik
Salah satu fungsi utama mikroorganisma tanah ialah menguraikan bahan organik.
Bahan seperti daun gugur, akar mati dan sisa tanaman tidak terus menjadi nutrien tersedia. Mikroorganisma menghasilkan enzim yang memecahkan bahan kompleks kepada sebatian lebih ringkas.
Proses ini membantu menghasilkan:
- Humus;
- Nutrien mineral;
- Sebatian organik lebih stabil; dan
- Sumber tenaga untuk komuniti mikroba.
Tanpa aktiviti penguraian, sisa organik akan terkumpul dan nutrien sukar dikitar semula.
Pembentukan humus
Humus ialah bahagian bahan organik yang lebih stabil dan tahan terhadap penguraian cepat.
Mikroorganisma menyumbang kepada pembentukan humus melalui penguraian dan transformasi sisa organik. Sebahagian bahan digunakan untuk pertumbuhan sel mikroba, manakala selebihnya berubah menjadi sebatian yang lebih stabil.
Humus membantu memperbaiki struktur tanah, keupayaan memegang air dan kapasiti menyimpan nutrien.
Kitaran nitrogen
Mikroorganisma merupakan penggerak utama kitaran nitrogen.
Dokumen menyebut beberapa proses penting:
- Pengikatan nitrogen;
- Nitrifikasi; dan
- Transformasi nitrogen kepada bentuk yang boleh digunakan tanaman.
Bakteria pengikat nitrogen menukarkan nitrogen atmosfera kepada bentuk reaktif. Mikroorganisma lain pula terlibat dalam perubahan ammonium kepada nitrat.
Proses ini menentukan jumlah dan bentuk nitrogen yang tersedia kepada tanaman.
Kitaran fosforus
Sebahagian fosforus dalam tanah berada dalam bentuk yang sukar diserap akar.
Bakteria dan fungi tertentu membantu melarutkan mineral atau mengubah sebatian fosforus kepada bentuk lebih tersedia.
Aktiviti tersebut penting kerana fosforus mempunyai pergerakan yang terhad dalam tanah dan mudah terikat dengan mineral tertentu.
Mikroorganisma yang hidup berhampiran akar boleh meningkatkan akses tanaman kepada fosforus dalam zon rhizosfera.
Kitaran kalium
Dokumen turut menyatakan bahawa bakteria dan fungi terlibat dalam pelarutan kalium.
Sebahagian kalium tanah berada dalam struktur mineral yang tidak tersedia secara langsung. Aktiviti mikroorganisma dan bahan yang dihasilkannya boleh membantu membebaskan sebahagian unsur tersebut.
Ini menunjukkan bahawa ketersediaan nutrien bukan hanya bergantung pada jumlah keseluruhan unsur dalam tanah, tetapi juga pada aktiviti biologi yang mengubah bentuknya.
Pembentukan struktur tanah
Mikroorganisma membantu membentuk dan menstabilkan agregat tanah.
Sel mikroba, hifa fungi dan bahan yang dihasilkan oleh mikroorganisma boleh melekat pada zarah mineral. Proses ini membantu menggabungkan zarah kecil menjadi agregat yang lebih stabil.
Struktur agregat yang baik menyokong:
- Pergerakan udara;
- Penyusupan air;
- Pertumbuhan akar;
- Perlindungan bahan organik; dan
- Pengurangan hakisan.
Oleh itu, mikroorganisma bukan sahaja mempengaruhi kimia tanah, tetapi turut membentuk sifat fizikalnya.
Perencatan patogen
Sesetengah mikroorganisma bermanfaat membantu menekan patogen melalui beberapa mekanisme.
Antara mekanisme yang diterangkan ialah:
- Penghasilan sebatian antibakteria;
- Penghasilan bacillomycin;
- Persaingan untuk ruang;
- Persaingan untuk nutrien; dan
- Interaksi langsung dengan mikroorganisma lain.
Tanah yang mempunyai komuniti mikroba pelbagai berpotensi mempunyai lebih banyak mekanisme biologi yang mengehadkan dominasi patogen tertentu.
Namun, perencatan semula jadi tidak menjamin tanaman bebas penyakit.
Pemendapan karbon
Dokumen menyatakan bahawa mikroorganisma tanah memainkan peranan dalam pemendapan karbon dengan membantu menukarkan karbon kepada bahan organik yang lebih stabil.
Mikroorganisma menggunakan sumber karbon untuk membina biojisim. Selepas mati, komponen sel boleh berinteraksi dengan mineral tanah dan menyumbang kepada simpanan karbon.
Proses ini penting dalam hubungan antara kesihatan tanah dan perubahan iklim.
Walau bagaimanapun, jumlah karbon yang kekal bergantung pada struktur tanah, mineral, kelembapan, suhu dan tahap gangguan.
Kepelbagaian mikroba dan fungsi ekosistem
Kepelbagaian mikroorganisma tanah mempunyai hubungan positif dengan pelbagai fungsi ekosistem.
Komuniti yang pelbagai boleh menjalankan lebih banyak proses seperti penguraian, kitaran nutrien, pembentukan agregat dan perencatan patogen.
Dokumen menyatakan bahawa kehilangan kepelbagaian mikroba boleh mengurangkan keupayaan ekosistem menyediakan perkhidmatan seperti kesuburan tanah dan pengeluaran makanan.
Hal ini menunjukkan bahawa jumlah mikroorganisma sahaja tidak mencukupi. Komposisi dan kepelbagaian komuniti turut penting.
Mikrobiom tanah dan produktiviti tanaman
Dalam ekosistem pertanian, mikrobiom tanah mempengaruhi:
- Kesuburan tanah;
- Produktiviti tanaman;
- Pengambilan nutrien;
- Kesihatan akar; dan
- Toleransi terhadap tekanan abiotik.
Tanaman tidak berinteraksi dengan tanah sebagai medium fizikal semata-mata. Akar sentiasa berhubung dengan komuniti mikroorganisma yang boleh memberi kesan positif, negatif atau neutral.
Toleransi terhadap tekanan abiotik
Dokumen menyatakan bahawa mikroorganisma bermanfaat boleh meningkatkan toleransi tanaman terhadap tekanan abiotik.
Tekanan abiotik merangkumi keadaan bukan biologi seperti kekeringan, kemasinan dan suhu tidak sesuai.
Mikroorganisma tertentu boleh membantu melalui peningkatan pengambilan nutrien atau penghasilan sebatian yang menyokong tindak balas tanaman.
Namun, dokumen tidak memperincikan strain, kadar penggunaan atau tahap keberkesanan bagi setiap jenis tekanan.
Interaksi tumbuhan–mikroba
Akar tumbuhan membebaskan pelbagai sebatian organik ke dalam rhizosfera. Bahan ini menjadi sumber makanan kepada mikroorganisma.
Sebagai balasan, mikroorganisma tertentu membantu tanaman mendapatkan nutrien, mengawal patogen dan menyesuaikan diri dengan tekanan.
Hubungan ini membentuk sistem dua hala. Tanaman mempengaruhi komuniti mikroba melalui rembesan akar, manakala mikroba mempengaruhi fisiologi dan pertumbuhan tanaman.
Mikroorganisma yang menyebabkan penyakit
Tidak semua mikroorganisma tanah bermanfaat.
Dokumen menyenaraikan beberapa patogen bawaan tanah:
- Ralstonia;
- Rhizoctonia;
- Fusarium; dan
- Phytophthora.
Patogen ini boleh menyebabkan penyakit serius pada akar, batang atau sistem vaskular tanaman.
Kehadiran patogen tidak semestinya menyebabkan penyakit secara terus. Kejadian penyakit turut dipengaruhi oleh kepadatan patogen, kerentanan tanaman dan keadaan persekitaran.
Ralstonia
Ralstonia ialah antara patogen bakteria bawaan tanah yang disebut dalam dokumen.
Bakteria patogen boleh menjangkiti tanaman melalui akar atau luka dan mengganggu fungsi tisu tumbuhan.
Dokumen tidak memberikan penerangan lanjut tentang penyakit, tanaman perumah atau mekanisme jangkitannya.
Rhizoctonia
Rhizoctonia ialah fungi patogen bawaan tanah.
Patogen ini dimasukkan dalam dokumen sebagai contoh mikroorganisma yang boleh menyebabkan penyakit serius pada tanaman.
Tiada maklumat khusus tentang gejala, tanaman perumah atau strategi kawalannya diberikan dalam dokumen.
Fusarium
Fusarium turut disenaraikan sebagai patogen bawaan tanah.
Sesetengah spesies dalam genus ini boleh bertahan dalam tanah dan menjangkiti bahagian akar atau tisu tumbuhan.
Namun, berdasarkan dokumen sahaja, perincian tentang penyakit dan pengurusannya tidak dihuraikan.
Phytophthora
Phytophthora disenaraikan bersama kumpulan patogen bawaan tanah.
Organisma ini boleh menyebabkan penyakit yang serius pada tanaman, tetapi dokumen tidak menyatakan spesies, tanaman perumah atau gejala khusus.
Oleh itu, peranan Phytophthora dalam artikel ini hanya boleh diterangkan sebagai contoh patogen tanah berdasarkan sumber yang diberikan.
Hubungan dengan kesihatan haiwan dan manusia
Mikrobiom tanah bukan sahaja mempengaruhi tumbuhan. Dokumen menyatakan bahawa ia mempunyai hubungan langsung dan tidak langsung dengan kesihatan haiwan serta manusia.
Tanah mempengaruhi mikrobiom tumbuhan, kualiti makanan dan pendedahan organisma kepada pelbagai mikroba.
Konsep ini menunjukkan bahawa kesihatan tanah, tumbuhan, haiwan dan manusia saling berkaitan.
Namun, dokumen tidak menghuraikan mekanisme atau kesan kesihatan tertentu secara terperinci.
Mikroorganisma sebagai “arkitek tidak kelihatan”
Mikroorganisma tanah boleh dianggap sebagai arkitek tidak kelihatan kerana aktiviti mereka membentuk fungsi tanah tanpa mudah diperhatikan.
Mereka menguraikan bahan organik, mengitar nutrien, membina agregat, berinteraksi dengan akar dan mempengaruhi populasi patogen.
Kesuburan tanah bukan hanya ditentukan oleh jumlah baja atau kandungan mineral. Ia turut bergantung pada komuniti mikroorganisma yang menggerakkan proses biologi tersebut.
Kata kunci: mikroorganisma tanah, mikrobiom tanah, bakteria tanah, fungi tanah, archaea, virus tanah, Bacillus, Pseudomonas, Rhizobium, Trichoderma, mikoriza arbuskular, PGPR, pengikatan nitrogen, kitaran nutrien, bahan organik, struktur tanah, patogen bawaan tanah, kesuburan tanah
Sumber Rujukan
Banerjee, S., & Van Der Heijden, M. V. D. (2022). Soil microbiomes and one health. Nature Reviews Microbiology, 21, 6–20.
Chauhan, P., Sharma, N., Tapwal, A., Kumar, A., Verma, G., Meena, M., Seth, C. S., & Swapnil, P. (2023). Soil microbiome: Diversity, benefits and interactions with plants. Sustainability.
Chen, Q., Song, Y., An, Y., Lu, Y., & Zhong, G. (2024). Soil microorganisms: Their role in enhancing crop nutrition and health. Diversity.
Fierer, N. (2017). Embracing the unknown: Disentangling the complexities of the soil microbiome. Nature Reviews Microbiology, 15, 579–590.
Hartmann, M., & Six, J. (2022). Soil structure and microbiome functions in agroecosystems. Nature Reviews Earth & Environment, 4, 4–18.
Iqbal, S., Begum, F., Nguchu, B., Claver, U. P., & Shaw, P. (2025). The invisible architects: Microbial communities and their transformative role in soil health and global climate changes. Environmental Microbiome, 20.
Islam, W., Noman, A., Naveed, H., Huang, Z., & Chen, H. Y. H. (2020). Role of environmental factors in shaping the soil microbiome. Environmental Science and Pollution Research, 27, 41225–41247.
Jassim, Y., Chabuk, H., & Al-Yassiry, Z. A. N. (2023). Soil microorganisms: Characteristics, importance and their functional role. Journal of Biology and Nature.
Mishra, A., Singh, L., & Singh, D. (2022). Unboxing the black box—one step forward to understand the soil microbiome: A systematic review. Microbial Ecology, 85, 669–683.
Romero, F., Hilfiker, S., Edlinger, A., Held, A., Hartman, K., Labouyrie, M., & Van Der Heijden, M. V. D. (2023). Soil microbial biodiversity promotes crop productivity and agroecosystem functioning in experimental microcosms. Science of the Total Environment, 163683.
Sahu, P., Singh, D. P., Prabha, R., Meena, K., & Abhilash, P. (2019). Connecting microbial capabilities with soil and plant health: Options for agricultural sustainability. Ecological Indicators.
Vincze, É.-B., Becze, A., Laslo, É., & Mara, G. (2024). Beneficial soil microbiomes and their potential role in plant growth and soil fertility. Agriculture.
Wang, X., Chi, Y., & Song, S. (2024). Important soil microbiota’s effects on plants and soils: A comprehensive 30-year systematic literature review. Frontiers in Microbiology, 15.
Xiong, C., & Lu, Y. (2022). Microbiomes in agroecosystems: Diversity, function and assembly mechanisms. Environmental Microbiology Reports.
Yadav, A. N., Kour, D., Kaur, T., Devi, R., Yadav, A., Dikilitas, M., Abdel-Azeem, A. M., Ahluwalia, A., & Saxena, A. (2021). Biodiversity and biotechnological contribution of beneficial soil microbiomes for nutrient cycling, plant growth improvement and nutrient uptake. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 33, 102009.
