Biologi Tanah Bab 3: Cacing Tanah
Oleh: Kurniatun Hairiah Bahan Bacaan: 1. Lavelle P and A V Spain, 2001. Soil Ecology 2. Coleman D C and D A Crossley, 1996. Fundamentals of Soil Ecology
Harapan Mahasiswa Tanah dalam mempelajari Biologi Tanah (2003) • Organisma tanah & peranannya dalam tanah (kesuburan tanah) • Pola interaksi mikro-organisma tanah dalam proses pembentukan tanah • Memanfaatkan & melestarikan SD biologi tanah & tanaman secara bijaksana • Tata kehidupan organisma tanah
The size of some soil components Component Sand particle Roots Soil pore Silt Particle Root hair Bacterium Storage pore Clay particle Residual pore Aluminium atom
Diameter, µm 2000 - 20 200 >50 20 - 2 10 1 50 – 0.5 <2 <0.5 5 x 10-5
Classification of soil organisms according to body with (Wood, 1989) Grouping
Body with Organisms
Microflora
< 10 µ m
Bacteria, fungi
Microfauna
< 100 µ m
Protozoa, nematodes
Mesofauna
< 2 mm
Macrofauna
<20 mm
Collembola, acari, enchytaeids, termites Millipedes, isopods, insects, molluses, earthworms
Key biological functions
Biological function Decomposition C-sequestration (penyerapan CO2 di atamosfer) N-fixation OM/ nutrients redistribution Nutrient cycling, mineralization/ immobilization Bioturbation Soil aggregation Population control
Biological/functional group Residue-borne microorganisms, Microbial biomass (especially fungi), macrofauna building compact structures Free and symbiotic N-fixers Roots, mycorrhizas, soil macrofauna Soil microrganisms, soil microfauna Roots, soil macrofauna Roots, fungal hyphae, soil macrofauna, soil mesofauna Predators/grazers, parasites, pathogens
Predators
Herbi- & detritivores dungbeetle
ant spider
scorpion
snail millipede
Isopoda centipede
earthworm
termite
fungi bacteriaalgae
protozoa
Collembola
Beetle larva
Belowground ZOO
nematoda
Staphylinidbeetle
Biologi Invertebrata (tidak bertulang belakang) Klas: Oligochaeta Phylum: Annelida: Clitellata Lumbricidae (sub-tropika) Megascolecidae (tropika & sub-tropika) • Koloni cacing di daratan mulai sekitar 600 tahun yang lalu • Umurnya antara 1-10 tahun • Ukurannya 5 cm hingga 2 – 3 m, ratarata 5 – 15 cm • Berat tubuh ~ 16 g C ha-1
Worms Reproduction Cocoon
• Earthworms are multi-segmented invertebrates and are both male and female. • Reproduction: mating or no mating. • After mating, a cocoon is deposited enclosing eggs and sperm. The egg is fertilized within the cocoon. • Cocoons later hatch into small fully developed, but not mature earthworms. • Mature earthworms, have a fully clitellum developed clitellum (behind the anterior end).
Morphologi external Cacing tanah
Kopulasi Lumbricidae dengan transport external spermatozoa
a: Anecic b: Epigeic
b
c: Mesohomic endogeic
a
d: Oligohumic endogeic e: Polihumic endogeic
C
C
f: Cocon (mesohomic endogeic)
Fig1. Pictorial representation of ecological strategies, functional diversity and functional guilds of earthworm. ©Unesco
f
e d
e
e
Anecic Litter+soil feeder Soil dweller Dorsally pigmented
Epigeic
LITTER TRANSFORMERS
Litter feeder, Litter dweller Pigmented, No burrows Small size
Extensive vertical burrows, Larger size
Mesohumic endogeic Tree roots
Bulk A, soil feeder A&B soil dweller
Polyhumic endogeic Burrows
Rich soil feeder Topsoil (A) dweller No pigmentation Horizontal burrows, Small size
No pigmentation Extensive horizontal burrows, Medium size
Oligohumic endogeic Deep (poor) soil feeder, B&C soil dweller
No pigmentation Extensive soil burrows, Very large
ECOSYSTEM ENGINEERS
Kelompok ~Fungsi Strategi ekologis
Ecosystem engineers: *Group invertebrata *Mampu menggali tanah *memproduksi organomineral
Mengapa disebut dengan Ecosystem engineers? • Dapat memperbaiki habitat organisma lain dengan jalan meredistribusikan bahan organik di dalam profil tanah (bioturbasi atau bioturbation) dan membatu formasi struktur tanah berpengaruh langsung terhadap pertumbuhan tanaman. Contoh: Grup Anesik cacing tanah (spesies yang hidup di permukaan tanah) dan grup endogeik (spesies yang hidup dan makan di dalam tanah).
Karakteristik cacing tanah Karakteristik
Epigeic
Lubang
tidak ada
terbuka permanen ke permukaan tanah
Cast
tidak ada
di permukaan tanah dalam lubang berdekatan dengan pori- atau dalam pori tanah pori-pori tanah sedang, hanya di bag. tidak belakang berpigment
Pigmen tasi
tinggi tingkat samarannya
Anecic
Makan- • mendekomposisi • mendekomposisi an litter yang diambil litter pada dari lapisan atas permukaan tanah dibawa ke lapisan • tidak dalam mencernakkan tanah • tidak mencernakkan tanah
Endogeic ekstensif dalam
• mencernak kan tanah& BO &akar-akar mati
Biomasa Cacing tanah pada berbagai kondisi kualitas BOT pada berbagai kondisi iklim
Fungsi Cacing tanah bagi ekosistem tanah? 1. Dekomposer ~ mendekompose chitin & oligosacharida ~ pencernaannya meningkatkan aktivitas celululase & mannanase (mis. Pontoscolex corethrusus) 2. Meningkatkan jumlah pori makro tanah ~ memperbaiki infiltrasi tanah 3. Bioturbasi
Bioturbation Old tree root channel
Natural Soil Mixing (Bioturbation)
Termites (rayap) Ants (semut) Roots (akar)
Earthworms, cacing tanah Soil engineering
Earthworm casting on forest litter
Earthworm casts
Pertanyaan Percayakah anda bila cacing tanah itu hama ? Beri contoh kasus yang anda pernah ketahui/baca/lihat!
Joshi et al., 1999 Interview dengan 150 orangi petani di 3 tempat di Filpina: Banaue, Hungduan and Mayoyao. Hasilnya: 125 petani menyatakan cacing tanah adalah hama utama pada padi sawah. Cacing tanah merusak padi sawah dengan jalan membuat lubang-lubang tanah pada dinding pematang, menyebabkan sawah bocor dan akibatnya ada drainasi tanah tidak terlalu diharapkan pada lahan tersebut…..sawah menjadi kering, maka padi produksinya turun.
Spesies cacing tanah yang mana yang menjadi hama tersebut? Ada dua grup: a. Spesies yang tinggal di pematang (Terracedwelling species) • Polypheretima elongata (paling dominan) • Cacing tanah berukuran besar yang termasuk dalam Pheretima or Metaphire genera • Pontoscolex corethrusus (Fr Muller) • Pithemera bicinta (Perrier) •
Amynthas diffringens (Baird)
b. Spesies yang tidak tinggal di pematang (Nonterrace-dwelling species) • Polypheretima • Pheretima Pleinogaster.
Kesimpulan • Fauna tanah sangat bervariasi ~ klasifikasi banyak cara • Cacing tanah berperanan penting sebagi dekomposers dan soil engineering • Cacing tanah dapat pula dianggap sebagai hama ~ padi sawah
Contoh studi kasus dari Nigeria
Henrot J and Brussart L, 1997. Abundance, casting activity and cast quality of earthworms in an acid Ultisol under alley-cropping in the humid tropics. Applied Soil Ecology 6 (1997) 169-179.
Populasi cacing tanah pada berbagai jarak terhadap batang pohon dan pada berbagai kedalaman tanah
Kesimpulan Populasi cacing tanah pada jarak semakin jauh dari pohon semakin menurun, antara lain disebabkan oleh: • Masukan bahan organik yang berkurang •
Berkurangnya masukan seresah, permukaan tanah semakin terbuka Kadar air tanah rendah
•
Temperatur tanah yang tertutup di bawah pohon, lebih rendah dari pada yang diluar sebaran kanopi pohon
Jadi faktor yang membatasi pertumbuhan cacing tanah adalah: Masukan BO, KA tanah, Tempertur tanah.
