DIVERSITAS FAUNA TANAH DALAM LAYANAN JASA EKOSISTEM TANAH TROPIKA OLEH
Dr. LAODE MUHAMMAD HARJONI KILOWASID, SP., MSi (DOSEN AGROTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UHO)
DISAMPAIKAN PADA SEMINAR NASIONAL MASYARAKAT BIODIVERSITAS INDONESIA KAMPUS ITB JATINANGOR, SABTU 13 JUNI 2015
• TANAH TROPIKA • DIVERSITAS FAUNA TANAH • FAUNA TANAH MEMBERIKAN LAYANAN JASA EKOSISTEM TANAH. • PENDEKATAN EKOLOGI MEMAHAMI PERAN FAUNA TANAH UNTUK KEBERLANJUTAN FUNGSI EKOSISTEM TANAH. • KETAHANAN DIVERSITAS FAUNA TANAH UNTUK KETAHANAN LAYANAN JASA AGRO-EKOSISTEM.
TANAH TROPIKA
Tema World Soil Day tahun 2014: Tanah dalam hubungannya dengan ketahanan pangan, air, iklim, biodiveritas dan pendukung kehidupan cukup lama terabaikan. Konferensi pertama biodiversitas tanah global di Dijon Prancis, 2 – 5 Desember 2014: Biodiversitas tanah dan peranannya terhadap layanan jasa ekosistem FAO, 2015, Tahun Tanah Internasional: Menumbuhkan Kesadaran Pentingnya Tanah untuk Ketahanan Pangan dan Fungsi-Fungsi Esensial dari Ekosistem. Area produksi pangan dunia, menghadapi kekurangan pangan penduduk dunia tahun 2050.
DAERAH LINGKUNGAN TROPIKA
Sumber: A.S.R. Juo and K. Franzluebbers, 2003
Sumber: http://www.nrcs.usda.gov/wps/portal/nrcs/detail/soils/use/?cid=nrcs142p2_054013
DIVERSITAS FAUNA TANAH
• Biodiversitas: kekayaan takson/gen, kelompok fungsional/ekologi, dan interaksi biotik. • Fauna tanah : Mikrofauna (Protozoa, Nematoda), Mesofauna (Acari, Enchytraeidae, Collembola) dan Makrofauna. • 1.500.000 spesies sudah dideskripsi: Spesies fauna tanah (23%), bakteri dan fungi (total ±5%) (Decaens et al. 2006). • Jumlah jenis invertebrata tanah > di atas permukaan tanah. • Kelimpahan relatif takson fauna tanah masuk kategori jarang (< 0,5%), rentan kepunahan lokal. • Convention on Biodiversity disepakati pengurangan kehilangan biodiversitas dicapai tahun 2010, saat ini biodiversitas tanah dalam The IUCN Red List of Treatened Species masih terabaikan. • Diversitas fauna tanah berfungsinya ekosistem, masih terabaikan dalam kebijakan pengelolaan tanah lingkungan tropika.
FAUNA TANAH MEMBERIKAN LAYANAN JASA DALAM EKOSISTEM TANAH
KOMPOSISI IDEAL TANAH UNTUK PRODUKSI TANAMAN Bahan organik tanah
Biomassa (mikroflora, fauna, Akar)
Sumber: N.C. Brady and R.R. Weil, 2008
EKOSISTEM ALAMI BENTANG LAHAN (LANDSCAPE) INDONESIA
Altitude: • Tinggi • Sedang • Rendah
Jasa?
Diversitas (struktur dan fungsi) fauna tanah
EKOSISTEM DIKELOLA
Jasa?
Kelompok fungsional
-
-
FAUNA TANAH: PROTOZOA NEMATODA ENCHYTRAEDAE ACARI COLLEMBOLA MAKROINVERTEBRATA
Dekomposer Mikrobivora Detritivora
Fungsi ekosistem Transformasi karbon
Transformer nutrien - Dekomposer - Transformer elemen
Daur nutrien (N,P,S dll dll.) .)
Perekayasa Ekosistem - Cacing tanah - Semut - Rayap
Pemeliharaan struktur tanah
Biokontroler
- Predator - Mikrobivora - Hyperparasit
Dimodifikasi dari: Kibbelwhite et al. 2008: Wall et al. 2012
Regulasi populasi
Aliran manfaat didapatkan manusia dari ekosistem tanah (goods /services)
TRANSFORMASI KARBON (EKSPERIMEN DEKOMPOSISI METODE LITTER BAG)
PERAN MAKROFAUNA DALAM DEKOMPOSISI SERASAH (Pangkasan Vegetasi Sekunder, Glyricidia falcata dan Pupuk Kandang Sapi) PADA TANAH PODSOLIK MERAH KUNING (ULTISOL)
Kandungan C, N, dan nilai C:N setiap bahan organik yang dicobakan Nilai No.
Bahan organik C (%) N (%)
1 2 3
C:N
Pangkasan vegetasi ladang 30,33 ditinggalkan (VSP) Pangkasan G. falcata (GFP) 12,63
0,99
30,64
1,11
11,38
Pupuk kandang sapi (CoM)
0,58
40,34
Sumber: Kilowasid, LMH & Tati. S. Subahar (2008)
23,40
Kedalaman tanah 0 – 5 cm VSP
14.00 12.00
Isopoda Isoptera Arachnida Hymenoptera Chilopoda Diplopoda Earthworm
CoM
10.00 8.00 6.00
GFP
VSP = (I) Hym. II & III = Isopt. GFP = I&III (Isopt.), II = Hym. CoM = I&II (Isopt.) III = Isopod & Hym.
4.00 2.00 0.00 I
II
III
Bulan keSumber: Kilowasid, LMH & Tati. S. Subahar (2008)
Kedalaman tanah 5 – 30 cm 16.00 14.00 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00
GFP
Isopoda
VSP
Hymenoptera Earthworm
12.00
Diplopoda
Isopoda Isoptera
Hymenoptera Earthworm Diplopoda Chilopoda
10.00
Isoptera
8.00 6.00 4.00 2.00 0.00
I
II Chilopoda Isoptera Hymenoptera Diploda Isopoda Earthworm
12.00 10.00 8.00
III
I
III
CoM VSP = (I) Isopoda, II & III = Isopt. GFP = I&III (Isopt.), II = Hym. CoM = I, II & III (Isopt.)
6.00 4.00 2.00 0.00 I
II
II
III
Sumber: Kilowasid, LMH & Tati. S. Subahar (2008)
Konstanta laju dekomposisi (k) untuk pangkasan vegetasi ladang ditinggalkan (VSP), pangkasan G. falcata (GFP), dan pupuk kandang sapi (CoM) dalam kantong serasah (Ø 1mm dan Ø 5mm) pada lapisan tanah kedalaman 0-5 cm dan 5-30cm.
Bahan organik VSP
GFP
CoM
Kedalaman tanah (cm)
Ø lubang kantong serasah
Rasio k (5mm)/k (1mm)
1mm
5 mm
0-5
0.0666
0.0238
0.36
5-30
0.0432
0.0343
0.80
0-5
0.1319
0.1361
1.03
5-30
0.2839
0.3553
1.25
0-5
0.0675
0.0897
1.33
5-30
0.1043
0.1414
1.36
Sumber: Kilowasid, LMH & Tati. S. Subahar (2008)
Korelasi antara keragaman (Shannon index) makrofauna dekomposer dan laju dekomposisi pangkasan vegetasi ladang ditinggalkan (VSP, pangkasan G. falcate (GFP), dan pupuk kandang sapi (CoM)
Bahan organik VSP GFP CoM
Bulan ke-
Kedalaman tanah (cm)
I
II
III
0-5
0.51*
-0.50*
-0.29
5-30
0.47
0.38
0.28
0-5
0.39
0.17
0.32
5-30
-0.29
-0.45
0.03
0-5
0.78***
-0.39
0.71**
5-30
0.30
0.29
-0.60**
Sumber: Kilowasid, LMH & Tati. S. Subahar (2008)
DIVERSITAS NEMATODA DAN DEKOMPOSISI SERASAH DALAM LITTER BAG DI KEBUN TOMAT LOKAL MUNA
TIPE TANAH: ULTISOL SEBELUMNYA BERVEGETASI ALANG-ALANG AREA KEBUN DI REKAYASA OLEH CACING TANAH
Perlakuan
Jumlah kelompok trofik nematoda (individu/litter bag) Herbivora akar
V1C0 V1C1 V1C2 V2C0 V2C1 V2C2 V3C0 V3C1 V3C2
54.40±9.09a 40.33±17.78a 57.63±55.40a 74.67±5.83a 79.33±68.39a 62.67±28.38a 70.70±49.53a 133.00±115.66a 50.03±42.50a
V1C0 V1C1 V1C2 V2C0 V2C1 V2C2 V3C0 V3C1 V3C2
0.00±0.00 0.00±0.00 0.00±0.00 0.00±0.00 0.00±0.00 0.00±0.00 0.00±0.00 0.00±0.00 0.00±0.00
V1C0 V1C1 V1C2 V2C0 V2C1 V2C2 V3C0 V3C1 V3C2
0.00±0.00a 0.00±0.00a 0.00±0.00a 18.40±16.56a 8.00±13.86a 8.73±15.12a 13.23±12.02a 8.47±14.67a 24.64±21.91a
Bakterivora 30 hari setelah penempatan 154.13±25.74a 121.00±53.35a 200.20±192.46a 138.67±10.82a 253.87±218.85a 235.00±106.42a 225.57±158.03a 257.13±223.61a 197.50±167.76a 60 hari setelah penempatan 212.33±73.55ab 148.80±128.862a 176.40±137.20a 67.84±52.42a 228.00±130.60ab 135.00±117.00a 381.53±75.34b 237.60±34.29ab 107.49±57.22a 90 hari setelah penempatan 48.32±41.29a 82.24±21.41a 49.51±20.10a 85.40±37.86a 37.03±31.26a 50.20±18.47a 63.61±19.86a 62.00±21.21a 65.22±19.75a
Predaceous 18.13±3.03a 22.00±9.70a 45.50±43.74a 53.33±4.16a 63.47±54.71a 15.67±7.09a 40.40±28.30a 53.20±46.26a 15.80±13.42a 21.00±7.27b 11.20±9.70ab 3.60±2.80a 2.83±2.18a 12.00±6.78ab 15.00±13.00ab 11.80±2.33ab 2.40±0.35a 2.44±0.31a 2.01±1.72a 1.43±2.47a 0.83±0.72a 0.87±1.50a 0.97±1.63a 1.40±1.24a 1.16±2.01a 1.87±1.80a 0.47±0.81a
C. odorata + 0 CT (V1C0) C. odorata + 20 CT (V1C1) C. odorata + 40 CT (V1C2) I. cylindrica + 0 CT (V2C0) I. cylindrica + 20 CT (V2C1) I. cylindrica + 40 CT (V2C2); Colopogonium + 0 CT (V3C0); Colopogonium + 20 CT (V3C1), Colopogonium + 40 CT (V3C2).
Sumber; Alam, S. Kilowasid, LMH., Lisnawati, et al. 2014
Koefisien korelasi Spearman’s rho antara konstanta laju dekomposisi bahan organik dengan kelimpahan tiap kelompok trofik nematode pada 30, 60 dan 90 hari setelah eksposure Hari setelah penempatan
30
60
90
Trophic groups
Root-herbivorous Bacterivirous Predaceous Root-herbivorous Bacterivirous Predaceous Root-herbivorous Bacterivirous Predaceous
Koefisien korelation with the constant of rate decomposition (k) 0.363* 0.304 0.22 . -0.093 -0.215 0.087 -0.394* -0.181
Sumber: Alam, S., Kilowasid, LMH., Lisnawati, et al. 2014
PENDAURAN NITROGEN MELALUI JARING-JARING MAKANAN FAUNA TANAH (STUDI KEBUN KAKAO RAKYAT SULAWESI TENGGARA)
Kelimpahan Takson Fauna Tanah (individu m-2), Usia kebun kakao Takson 4 tahun
5 tahun
7 tahun
10 tahun
16 tahun
Aphelenchida
536±1191b
0±0a
114±289c
0±0a
0±0a
Araeolaimida
2512±2434b
2855±1963b
1221±1566ab
693±945ab
367±431a
Chromadorida
402±893ab
459±103ab
815±1203b
414±853ab
0±0a
Dorylaimidae
9461±1830a
11835±21300a
7616±15946
6960±1032a
4572±9596a
Enoplida
17007±20686a
7706±8083a
5709±6093a
4063±6617a
5463±5522a
Monhysterida
8018±4493ab
10521±11943ab
10309±12851b
4970±5059a
7924±7311ab
Mononchida
15907±11780a
29428±15647a
24649±17282a
26947±21562a
27867±28714a
Rhibditida
16424±19392
4259±5298
9542±9050
6056±8542
8230±9605
Astigmata
127±325a
204±418a
127±280a
128±227a
51±157a
Mesostigmata
153±373a
331±602a
153±373a
179±250a
128±227a
Oribatida
77±187a
51±157a
102±267a
102±20a9
51±157a
Prostigmata
153±335a
204±347a
76±249a
255±453a
204±384a
Entomobryidae
51±228a
204±347a
127±280a
127±365a
51±157a
Isotomidae
26±114a
51±228a
26±114a
51±157a
26±114a
Onychiuridae
0±0a
0±0a
26±114a
0±0a
26±114a
Sminthuridae
102±355a
26±114a
51±157a
0±0a
0±0a
Nematoda
Acari
Collembola
Takson Aranae Blattodea Centipedes Coleoptera Dermaptera Milipedes Diplura Diptera Formicidae Isopoda Isoptera Lepidoptera Glossocolecidae Enchytraeidae Opiliones Orthoptera Protura Pseudoscorpion Psocoptera Symphyla Thysanoptera Uropygi Lainnya
4 tahun 3±10a 3±14a 3±14a 22±26a 8±23a 0±0a 2±7a 385±615a 454±938a 5±21a 3±14a 0±0a 61±84a 897±1380a 5±12a 0±0a 0±0a 0±0a 2±7a 8±29a 0±0a 0±0a 5±12a
Usia kebun kakao 5 tahun 7 tahun 10 tahun 2±7a 3±10a 5±12a 0±0a 0±0a 0±0a 3±10a 18±22ab 27±53b 21±30a 43±44a 38±86a 2±7a 2±7a 6±17a 0±0a 13±36b 6±13ab 0±0a 6±17a 19±24b 847±1899a 433±1262a 379±674a 32±45a 126±337a 156±506a 0±0a 0±0a 2±7a 0±0a 5±21a 107±266a 3±10a 0±0a 0±0a 33±70a 48±62a 22±47a 351±616a 741±1034a 2158±3869a 0±0a 0±0a 3±10a 0±0a 0±0a 3±14a 0±0a 0±0a 2±7a 0±0a 2±7a 2±7a 5±16a 2±7a 3±14a 3±10a 2±7a 8±20a 0±0a 2±7a 0±0a 0±0a 0±0a 0±0a 13±24a 5±16a 10±26a
Sumber: Kilowasid, 2012; Kilowasid et al. 2003
16 tahun 5±12a 2±7a 5±12a 27±35a 2±7a 6±17ab 6±13a 312±449a 166±359a 2±7a 170±696a 2±7a 62±125a 455±965a 2±7a 0±0a 2±7a 5±12a 3±10a 8±14a 0±0a 2±7a 0±0a
Keterangan: Detail lihat Kilowasid et al. 2014, Agrivita
Estimasi mineralisasi nitrogen melalui jaring-jaring makanan (de Ruiter et al. 1993):
Pemangsa Produksi eprod
Mineralisasi
eprod 1 F Nmin eass C: N C : N mangsa pemangsa
Assimilasi eass
Mangsa
Konsumsi
Ekskresi Nmin = laju mineralisasi nitrogen (kg N ha-1 thn-1), eass = efisiensi asimilasi kelompok j, eprod = efisiensi produksi kelompok j, C:Nmangsa = rasio C:N mangsa, C:Npemangsa = rasio C:N pemangsa, F = laju makan pemangsa atas mangsa (kg C ha-1 thn-1)
Fij
w ij B i n
w k 1
Fj
ij
Fij = laju makan pemangsa j terhadap mangsa i, Bj menyatakan biomasa kelompok j (kg C ha-1 tahun-1). Konsumsi predator tergantung atas kelimpahan relatif mangsanya, (Wij = 1) Wij = preferensi pemangsa j utk mangsa i relatif atas mangsa lain , n = jumlah mangsa dalam jaring-jaring makan .
Fj
Bk
dj = laju kematian alamiah spesifik atau non-pemangsaan (tahun-1), Bj = rata-rata biomasa “annual” kelompok j (kg C ha-1), Mj = kehilangan biomasa kelompok j akibat pemangsaan (kg C ha-1 tahun-1),
d jB j M j a jp j
Estimasi laju mortalitas berdasarkan Metabolic Theory of Ecology dari Brown dkk. (2004)
ln(Z e
E
k T
) 0,24 x ln(berat
kering)
Z = laju mortalitas kelompok trofik per tahun, e = bilangan natural, E = energi aktivasi organisma, T = suhu tanah 0K (273 + 0C), k = konstanta Boltzman (8,62 x 10-5 eV), berat kering meyatakan berat kering kelompok trofik (g).
26,25
Kontribusi Langsung dan Tak-langsung Tiap Kelompok Fungsional terhadap Total Mineralisasi Nitrogen Kelompok fungsional Bakteri Fungi Flagellata Ameba Acari Pemangsa Acari nematofagus Acari Oribatida Acari Prostigmata Collembola Enchytraeida Nematoda pemangsa Nematoda omnivora Nematoda bakterivora Nematoda fungivora Nematoda herbivore Makro-arthropoda saprofagus Luing Makro-arthropoda herbivora Kelabang Coleoptera pemangsa Diplura Makro-Arachnida Rayap Semut Cacing tanah
Kontribusi terhadap mineralisasi nitrogen (% dari total) Langsung Tak langsung 4,931 4,632 74,030 0,232 0,266 4,250 0,135 4,250 0,395 5,136 0,016 1,913 0,018 4,229 0,008 4,219 0,084 4,229 -3,754 4,320 2,802 4,602 0,521 4,340 2,613 4,562 0,020 4,229 -0,009 4,209 0,807 4,139 0,480 4,189 -0,903 4,290 10,207 3,912 0,257 4,532 1,131 4,129 1,190 4,229 0,038 4,219 7,607 3,484 -2,890 3,525
Sumber: Kilowasid, 2012; Kilowasid et al. (dalam persiapan)
PEREKAYASA EKSOSITEM (ECOSYSTEM ENGINEERS)
ECOLOGICAL CONCEPT APPLIED IN RESEARCH
SOIL QUALITY MODIFIED
Sumber: Kilowasid, 2014
Ponera sp.
Pontoscollex sp. Sumber: W. Budiyanto, 2013
KONDISI TANAH KEBUN KAKAO SETELAH DIREKAYASA DENGAN SEMUT DAN CACING TANAH SELAMA 30 HARI INKUBASI Tanah dikeluarkan dari pot
Sumber: W. Budiyanto, 2013
HASIL EKSPERIMEN 1:
Sumber: Kilowasid, LMH., W. Budiyanto, H. Syaf, et al. 2014
EKSPERIMEN 2:
Sumber: W. Budiyanto, 2013
HASIL EKSPERIMEN 2: Perbandingan pertumbuhan bibit kakao pada setiap media tanam modifikasi cacing tanah dan semut dengan media tanam tanpa aplikasi
Sumber: Kilowasid, LMH., W. Budiyanto, H. Syaf, et al. 2014
Rata-rata ±sd, n = 5, DMRT pada taraf p < 0,05
MEMANFAATKAN DUA KELOMPOK EKOLOGI CACING TANAH MEREKAYASA KUALITAS TANAH PASCA-PENAMBANGAN NIKEL Bahan organik (b.o)
Tanah dari Stockpile (b.o dan kelimpahan dan aktivitas biota tanah rendah)
Aktivitas & proses biologi tanah
Fauna tanah sbg. perekayasa eksistem: kelompok ekologi cacing tanah: Epigeic Endogeic dan Anecic
Sumber: Kilowasid, 2014
Media tumbuh tanaman
Sumber Foto: Herlina, 2013 Lumbricus (epigeic)
Dipelihara selama16 hari
Dikosongkan isi lambung (tiga jam)
A = 0 CT B = 4 epigeic+4 endogeic C = 0 epigeic + 8 endogeic D = 8 epigeic + 0 endogeic E = 2 epigeic + 6 endogeic F = 6 epigeic + 2 endogeic G = 3 epigeic + 5 endogeic H = 5 epigeic + 3 endogeic Pontoscolex Dikosongkan (endogeic) isi lambung
CT dipisahkan dari tanah Diaplikasi ke dalam pot 1,5 kg tanah stockpile+ 50 g b.o. sisa proses biogas
(tiga jam)
Sisa dikembalikan ke tiap pot semula
500 g untuk analisis tanah
HASIL EKSPERIMEN 1 A
Keterangan:
A = 0 CT B = 4 epigeic +4 endogeic C = 0 epigeic + 8 endogeic D = 8 epigeic + 0 endogeic E = 2 epigeic + 6 endogeic F = 6 epigeic + 2 endogeic G = 3 epigeic + 5 endogeic H = 5 epigeic + 3 endogeic
E
B
C
D
F
G
H
Kondisi Tanah Tiap Perlakuan 16 Hari setelah Aplikasi Cacing Tanah
Sumber Foto: Herlina, 2013
HASIL EKSPERIMEN 2 KETERANGAN PERLAKUAN A = 0 CT B = 4 epigeic +4 endogeic C = 0 epigeic + 8 endogeic D = 8 epigeic + 0 endogeic E = 2 epigeic + 6 endogeic F = 6 epigeic + 2 endogeic G = 3 epigeic + 5 endogeic H = 5 epigeic + 3 endogeic LAODE M HARJONI KILOWASID, HERLINA, BUDI WIDIAWAN, HASBULLAH SYAF, SITTI LEOMO, 2014. ENGINEERING OF SOIL BIOLOGICAL QUALITY FROM STOCKPILE IN NICKEL MINING AREA USING EARTHWORMS ECOLOGICAL GROUP (Journal of Degraded and Mining Lands Management, April 2015, Vol. 2 No. 3 Hal. 361 367)
Sumber Foto: Herlina, 2013
MENCAMPUR ARANG KAYU (BIOCHAR) DENGAN PARTIKEL TANAH PASCA PENAMBANGAN NIKEL MENGGUNAKAN BANTUAN CACING TANAH Pontoscollex sp. Arang kayu sisa pembakaran batu bata
Tanah Stockpile
Pontoscollex dari spot hutan dalam area penambangan nikel
Sumber Foto: Siska Amdas, 2013
TANAH BEKAS PENAMBANGAN NIKEL SETELAH BIOCHAR DICAMPUR OLEH CACING TANAH
Tanah sebelum aplikasi biochar & CT
Tanah 2 hari stl aplikasi biochar & CT
Tanah 7 hari stl aplikasi biochar & CT
A : biochar 1% bk tanah (kg)+ 12 cacing tanah B : biochar 1% bk tanah (kg) + 8 cacing tanah C : tanpa biochar dan cacing tanah D : biochar 3% bk tanah (kg) + 8 cacing tanah E : biochar 3% bk tanah (kg) + 12 cacing tanah F : biochar 5% bk tanah (kg) + 8 cacing tanah G : biochar 5% bk tanah (kg) + 12 cacing tanah H: biochar 1% bk tanah (kg) tanpa cacing tanah I : biochar 3% bk tanah (kg) tanpa cacing tanah J : biochar 5% bk tanah (kg) tanpa cacing tanah K : tanpa biochar + 8 cacing tanah L : tanpa biochar + 12 cacing tanah
Sumber Foto: Siska Amdas, 2013
PERTUMBUHAN BIBIT SENGON DI TIAP TANAH BEKAS PENAMBANGAN NIKEL SETELAH BIOCHAR DICAMPUR OLEH CACING TANAH
REGULASI POPULASI
IMPLEMENTASI REGULASI POPULASI DALAM REKAYASA EKOLOGI (ECOLOGICAL ENGINEERING) EKOSISTEM TANAH
PRINSIP DASAR EKOLOGI YANG DITERAPKAN: INTERAKSI MENENTUKAN KELIMPAHAN ORGANISMA
FAUNA TANAH DAN TANAMAN (SERASAH) SEBAGAI PEREKAYASA EKOSISTEM TANAH
STRUKTUR KOMUNITAS NEMATODA TANAH -
Herbiovora akar Bakterivora Fungivora Omnivora Predator
DOMINASI HERBIVORA AKAR MENURUN Kilowasid, 2015
AKAR TUMBUH DAN BERKEMBANG
UJI KONSEP REKAYASA EKOLOGI TANAH DALAM MENGATUR KERAPATAN POPULASI NEMATODA PEMAKAN AKAR PADA TANAMAN TOMAT LOKAL MUNA DI ULTISOL BERVEGETASI ALANG-ALANG - Tempat Penelitian : kebun percobaan Fakultas Peternakan UHO (Januari – Juni 2014) . - Topografi termasuk kategori datar dengan kemiringan 0-3%. - Karakteristik tanah: - Fraksi partikel pasir = 32%, debu = 48%, dan liat = 20%, - pH = 3.8, - C-organik = 0.74%, - N-total = 0.26%, - C/N = 3, - P2O5 (Bray1) = 9.7 ppm, - P2O5 (HCl 25%) = 9.43 mg 100g-1 tanah, - K2O (HCl 25%) = 8.18 mg 100g-1 tanah, - Aldd = 1.71 mg 100g-1 tanah, - Hdd = 0.57 mg 100g-1 tanah, - Ca = 1.59 cmol kg-1tanah, - Mg = 0.74 kg-1tanah, K = 0.15 kg-1tanah, - Na = 0.06 kg-1tanah, - Kapasistas tukar kation (KTK) = 7.40 kg-1tanah, dan - Kejenuhan basa =34%
DESAIN PERCOBAAN BLOK I BLOK II
V1C0 = C. odorata + 0 Lumbricus sp. V1C13 = C. odorata + 20 Lumbricus sp. V1C2 = C. odorata + 40 Lumbricus sp. V2C0 = I. cylindrica + 0 Lumbricus sp. V2C = I. cylindrica + 20 Lumbricus sp. V2C = I. cylindrica + 40 Lumbricus sp. V3C0 = Colopogonium + 0 Lumbricus sp. V3C1 = Colopogonium + 20 Lumbricus sp. V3C2 = Colopogonium + 40 Lumbricus sp.
0,5 cm
BLOK I
3m
Lisnawati, 2014
KERAPATAN NEMATODA PEMAKAN AKAR DIEKSTRAK DENGAN METODE BAERMAN FUNNEL DIMODIFIKASI (Kilowasid , 2012) dari Tanah pada 30 , 60, dan 90 hari setelah tanam Tomat Lokal Muna Kerapatan nematoda pemakan akar (individu±s.d) dari tanah yang diperlakukan dengan kombinasi perlakuan jumlah cacing tanah jenis dan pangkasan jenis tumbuhan Perlakuan
Kepala
Ekor
V1C0 V1C1 V1C2 V2C0 V2C1 V2C2 V3C0 V3C1 V3C2
Kerapatan (individu kg-1 tanah) pada hari ke 30 60 90 245,3±38,3ab 226,6±96,5ab 85,3±26,7a 348,8±39,9b 112,0±87,4ab 237±315,7ab 156,4±9,2a 501,6±596,8b 121,9±56,9a 367,5±87,2b 168,0±48,8ab 144,3±27,1a 580,8±95,2c 98,4±16,4ab 63,9±13,6a 563,2±140,8c 145,6±55,0ab 511,7±396b 280,0±87,2ab 154,1±92,6ab 111,9±32,9a 419,5±144,7bc 194,3±18,9ab 140,5±35,2a 428,4±126,0bc 73,5±17,7a 62,9±18,8a
Dinamika temporal kerapatan nematoda pemakan akar dari pertananam tomat lokal Muna yang ditanam pada Ultisol berdasarkan variasi jumlah individu cacing tanah dengan bahan organik: (A) pangkasan C. odorata; (B) pangkasan I cylindrica; dan (C ) pangkasan Collopogonium sp.
(A)
(B)
(C )
Tanaman tomat di tiap petak sampai berumur satu minggu masih dapat bertahan hidup (Gambar A), selanjutnya saat tanaman berumur 2 minggu mulai menunjukan akar mengalami cekaman biologis/ herbivora akar (Gambar B), kemudian tanaman tidak dapat lulus-hidup untuk mencapai tahap pertumbuhan berikutnya (Gambar C) dan seluruh tanaman tomat mati (Gambar D).
A
B
C
D
Foto: Lisnawati, 2014
Tiap petak percobaan dibero/diistirahatkan selam 3 bulan, setelah itu ditanami kembali bibit tomat lokal Muna. Tanaman tomat dapat lulus hidup menyelesaikan daur hidup (sampai mencapai usia panen).
Foto: Nurhaida, 2015
JUMLAH BUAH/TANDAN/TANAMAN PADA 45 dan 60 HARI SETELAH TANAM
Foto: Nurhaida, 2015
Total buah, Diameter Buah dan Berat Buah Segar
Dokumentasi Nurhaida, 2015
BUAH TOMAT LOKAL MUNA DI TANAM DI ULTISOL HASIL REKAYASA CACING TANAH DENGAN BAHAN ORGANIK PANGKASAN Kombakomba (C. odorata), Alang-alang (I. cylindrica) dan Collopogonium sp.
Foto: Nurhaida, 2015
KETAHANAN DIVERSITAS FAUNA TANAH UNTUK KETAHANAN LAYANAN AGROEKOSISTEM
STRUKTUR KOMUNITAS MESOFAUNA TANAH PADA MONOKULTUR DAN TUMPANG SARI (KONTROL KUALITAS MAKANAN) PADA TIPE TANAH pH ALKALI
KERAPATAN MESOFAUNA TANAH (MIKROBIVORA) Pola tumpangsari Takson J1KO
J0KH
J0KK
J0KT
J1KH
J1KK
J1KT
Aphelonchoides
0.80±1.79
2.40±2.19
4.80±1.79
3.20±4.38
0.00±0.00
2.40±2.19
0.80±1.79
Cephalobus
4.80±3.35.
7.20±1.79
5.60±2.19
5.60±4.56
4.80±4.38
2.40±2.19
3.20±4.38
Eudorylaimus
8.00±4.90
9.60±2.19
9.60±7.27
9.60±2.19
12.80±3.35
12.00±4.90
8.00±0.00
Aphelenchus
2.40±3.58
1.60±2.19
0.00±0.00
0.80±1.79
3.20±5.22
0.80±1.79
3.20±3.35
Mononchus
2.40±3.58
3.20±1.79
5.60±6.07
3.20±1.79
0.80±1.79
4.00±0.00
1.60±2.19
Alaimus
7.20±3.35
2.40±3.58
6.40±2.19
3.20±3.35
3.20±3.35
3.20±1.79
4.00±0.00
Panagrolaimus
1.60±3.58
5.60±2.19
3.20±1.79
1.60±3.58
2.40±2.19
3.20±3.35
0.80±1.79
Prismatolaimus
0.80±1.79
1.60±2.19
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.80±1.79
2.40±2.19
Acrobeles
6.40±3.58
4.00±2.83
4.00±2.83
5.60±4.56
3.20±1.79
4.80±1.79
4.80±3.35
Dorylaimus
0.00±0.00
2.40±2.19
0.00±0.00
2.40±3.58
1.60±2.19
0.00±0.00
0.80±1.79
Tylencholaimus
0.00±0.00
0.80±1.79
1.60±3.58
0.80±1.79
0.00±0.00
4.00±2.83
0.00±0.00
Pungentus
3.20±3.35
0.80±1.79
0.00±0.00
3.20±1.79
0.80±1.79
0.80±1.79
1.60±3.58
Prismatolaimidae
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
1.60±2.19
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
Dorylaimellus
0.80±1.79
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
Eudorylaimidae
3.20±7.16
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
1.60±3.58
0.00±0.00
Theristus
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.80±1.79
0.00±0.00
Mesostigmata
8.00±8.37
10.00±12.15
12.00±13.04
16.00±5.48
10.00±10.00
8.00±10.95
8.00±8.37
Prostigmata
8.00±10.95
10.00±10.00
14.00±5.48
2.00±4.47
4.00±5.48
8.00±8.37
4.00±5.48
Oribatida
2.00±4.47
6.00±5.48
4.00±5.48
12.00±13.04
12.00±10.95
8.00±8.37
6.00±5.48
Astigmata
6.00±5.48
8.00±8.37
2.00±4.47
8.00±8.37
6.00±8.94
2.00±4.47
12.00±10.95
Colehorela
4.00±5.48
0.00±0.00
6.00±8.94
4.00±5.48
0.00±0.00
8.00±10.95
2.00±4.47
Microgastura
0.00±0.00
4.00±8.94
2.00±4.47
4.00±8.94
4.00±5.48
0.00±0.00
2.00±4.47
Uzolia
6.00±8.94
8.00±8.37
2.00±4.47
10.00±7.07
4.00±5.48
6.00±8.94
10.00±10.00
Anugrophorus
0.00±0.00
2.00±4.47
0.00±0.00
4.00±8.94
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
Friesea
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
2.00±4.47
0.00±0.00
0.00±0.00
Nematoda
-
16 genus nematoda, Empat sub-ordo Acari Lima suku Colembola Kerapatan 15 genus nematoda, Acari dan Colembola antar pola tanam tumpang sari relative mirip (KruskalWallis, p >0.05), kecuali kerapatan nematoda Tylencholaimus (Kruskal-Wallis, p = 0,02).
Acari
Colembola
Sumber: Kilowasid et al. 2014 (Laporan Insentif Sinas RISTEK Tahun 2014)
KERAGAMAN EKOLOGI KOMUNITAS MESOFAUNA TANAH Pola tumpangsari Ukuran keragaman J1KO
J0KH
J0KK
J0KT
J1KH
J1KK
J1KT
Kekayaan takson (S)
8.40±1.95
10.80±1.92
9.200±1.789
10.600±2.191
7.800±1.483
10.000±1.000
8.800±3.115
Indeks Shannon (H)
1.99±0,27
2.19±0.16
2.040±0.157
2.186±0.146
1.883±0.179
2.082±0.106
1.975±0.354
Indeks Simpson (λ)
0.15±0.05
0.12±0.02
0.141±0.018
0.119±0.009
0.163±0.029
0.141±0.017
0.155±0.052
Kekayaan takson tertinggi pada monokultur kacang hijau, terendah pada tumpangsari jagung dengan kacang hijau Variasi keberagaman ekologi komunitas mesofauna tanah tumpangsari jagung dengan kacang-kacangan tidak terdeteksi melalui indeks Shannon dan Simpson (Kruskal-Wallis, p > 0.05). Sumber: Kilowasid et al. 2014 (Laporan Insentif Sinas RISTEK Tahun 2014)
Kemiripan komunitas mesofauna tanah antar pola tumpangsari
Penanaman kacang-kacangan diantara tanaman jagung dapat mengubah struktur komunitas mesofauna tanah monokultur jagung.
Sumber: Kilowasid et al. 2014 (Laporan Insentif Sinas RISTEK Tahun 2014)
Takson Pemisah Kelompok Pola Tanam 1.6
Axis 2
1.2 J1KT 0.8
Dorylaminus J1K0
Eudorylaimidae
Prismatolaimus 0.4 Pungentus Astigmata Uzolia Acrobeles J0KH Anugrophorus Prismatolaimidae -2.0 -1.5 -1.0J0KT -0.5 Mesostigmata 0.5 1.0 1.5 Dorylaimus Prostigmata Colehorela Oribatida Microgastura -0.4 -0.8 Friesea -1.2 J1KH -1.6 -2.0 Axis 1
Tylencholaimus Theristus J1KK J0KK
Tylencholaimus (fungivora) dan Theristus (bakterivora) pemisah komunitas mesofauna tanah J1KK & J0KK. Dorylaimus (omnivora) & Eudorylaimimus (predator & omnivora) pemisah antar monokultur jagung dengan pola lainnya. Collembola: Friesea (predator) pemisah tumpangsari jagung dengan kacang hijau dari pola tanam lainnya. Struktur komunitas jaring-jaring makanan bervariasi.
Sumber: Kilowasid et al. 2014 (Laporan Insentif Sinas RISTEK Tahun 2014)
W(Usaha) = F(Gaya) x S(Jarak) KETAHANAN PANGAN TEKNOLOGI BERPRODUKSI KETAHANAN DIVERSITAS FAUNA TANAH (AGROEKOSISTEM ALTITUDE RENDAH, SEDANG & TINGGI
PENDEK
MENENGAH
JARAK DALAM WAKTU/SKALA WAKTU PANJANG LMH Kilowasid Kilowasid,, 2015
TERIMA KASIH
